[发明专利]用于制造疏浚船挖泥泵的白口铸铁材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造疏浚船挖泥泵的白口铸铁材料，属于钢铁材料领域。

背景技术

我国江河湖海众多，水量充沛，水系多样，资源丰富，但其特点之一就是含沙量比较大，年平均输沙量在14万吨以上的河流就有42条，部分河湖淤积情况比较严重，而且在今后一段时间内，江河湖泊的泥沙淤积问题将持续发展，我国江河的防洪形势将更趋恶化。有些河流洪水泛滥成灾，危害沿岸人民的生命、财产安全，因此江河湖海清淤、开挖和整治河道以及综合利用配套工程是减少洪涝灾害、利国利民的大事。为了满足江河湖海清淤疏浚的迫切需要，早在1996年水利部就提出了建造100艘挖泥船的设想，得到了国务院的支持。从国内外江河湖海的治理工作来看，采用挖泥泵作为主要抽送设备的治理措施具有无污染、环保、高效节能的特点而被广泛使用和推广，百船工程一期48艘挖泥船上均配备了具有国际先进水平的挖泥泵。

清淤疏浚过程中，过流部件要接触沙石等坚硬物质，恶劣的工作条件对挖泥泵过流部件材质的耐磨性能提出了很高要求，目前，多数挖泥泵过流部件材料寿命很短，有的只能使用几个月。为生产耐磨挖泥泵用材提供生产依据和技术方案，设计出一种具有良好耐磨性的钢铁材料就显得日益迫切了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有良好耐磨性能的白口铸铁，可以用于制造挖泥泵的过流部件和外壳。

为实现上述目的，本发明提供一种高Cr白口铸铁材料，其化学成分和质量百分数为：

C：2.3%～2.5%

Si：0.6%～0.8%

Mn：1.0%～1.2%

Cr：25.0%～27.0%

Ni：1.3%～1.5%

Mo：0.1%～0.3%

Cu：0.1～0.3%

B：0.03%～0.05%

Ce：0.01%～0.03%

La：0.002～0.005%

P：≤0.01%

S：≤0.01%

余量为Fe。

上述高Cr白口铸铁材料的制备过程包括：

冶炼，包括铁水脱硫、转炉冶炼和精炼，其中经铁水脱硫处理后S≤0.01%，转炉冶炼需挡渣出钢，钢渣厚度≤50mm，冶炼温度选择1530℃；

浇注成型，目标钢水过热度小于20℃，液相线温度1420℃，采用沙模成型，保持缓慢冷却。

本发明的有益效果是：白口铸铁本身就具有良好的耐磨性，通过在普通白口铸铁中加入Cr、Mo、Cu、B等元素，尤其是加入超过25%的Cr，形成珠光体合金白口铸铁，既具有高硬度和高耐磨性，又具有一定的韧性，加入B、La、Ce能够净化和强化铸铁，改善铸造组织，提高铸铁的冶金质量，加入Ni可以提高铸铁的韧性，加入Mo可以提高硬度，加入Cu可以产生固溶强化。

附图说明

图1试样金相组织图片。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进一步介绍：

按照上述成分选定原料，利用真空感应熔炼炉在1530℃冶炼40min、冶炼后用沙模浇注成型得到一种耐磨高Cr白口铸铁的化学元素成分(质量百分数)如表1所示。

表1高Cr白口铸铁化学元素成分

在OLYMPUS金相显微镜下进行金相组织观察，如图1所示。金相组织为莱氏体+珠光体+少量片状渗碳体。同时，莱氏体组织所占比例较大，合金成分接近共晶成分。莱氏体、珠光体组织较为均匀，没有粗大渗碳体，保证了一定的韧性。

对材料进行络氏硬度和维氏硬度测定，维氏硬度分别测定渗碳体、珠光体和共晶体的硬度值，结果如表2。

表2材料的维氏硬度(HV）和洛氏硬度(HRC)结果

洛氏硬度表示材料整体硬度，维氏硬度表示不同组织的显微硬度。硬度结果显示，材料的HRC硬度在50～58范围，属于较高硬度，可保证较高的耐磨性。渗碳体、珠光体和共晶体的HV硬度值差异较大，渗碳体的HV硬度最高，达到890～1309HV，属于硬质点，对提高耐磨性有主要贡献；共晶体的HV硬度也较高，达到690～860HV，对保证耐磨性起到基础作用；珠光体的HV硬度较低，对耐磨性的作用较小，但有利于基体保持一定的韧性。

依据以上检测可知，设计制备的高Cr白口铸铁具有良好的耐磨性能，可用于挖泥泵过流部件中的衬板等部件，也可用于挖泥泵外壳。