[发明专利]一种提高合金抗磨材料韧性的方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体是指一种提高合金抗磨材料韧性的方法，以便生产出综合机械性能高的抗磨零部件。

背景技术

自上世纪五十年代以来，我国许多科技工作者不断研究开发新型抗磨材料。如何提高抗磨零部件的使用寿命，降低产品成本，是广大科技工作者十分关心的主要问题。从研究趋势看，首先是为了提高材料的硬度，增强耐磨性；无论是以含铬的白口铸铁、合金球墨铸铁或其他合金抗磨材料，都是在合金材料中加入铬、镍、硼、钛、钨、钼等合金元素来提高材料的硬度。随着材料硬度的提高，材料的脆性也大大增强，韧性差。为了既提高材料硬度又增强其韧性，科技工作者下了不少功夫。如在合金中加入了铜、镁、稀土、铌、钒等。有些发明显示相应提高了抗磨材料的韧性，但生产成本较高。如何使抗磨材料的硬度与韧性相匹配，获得综合机械性能高的抗磨零部件是急待解决的技术难题。

目前我国市场应用抗磨件的情况，仍然以高锰钢、锻造耐磨钢、含铬白口铸铁和中锰抗磨球墨铸件为主。这些材料所做成的产品在使用中都存在一定的缺陷。如：磨球易磨损、锤头易断裂、颚板、衬板破碎。一些用户从安全的角度考虑仍然选用锻造的抗磨件。据用户反映：使用价格较低的抗磨件，其寿命短、设备维修次数太多。一些新型的抗磨件价格又太贵，虽然使用寿命延长了，但吨产品所消耗的抗磨件成本仍然没有降低。为用户提供价廉物美的抗磨件是我们科技工作者应解决的根本问题。发明人经二十多年对各金属元素在不同合金材料中所起的作用进行详细分析和反复研究，终于找到了一种解决方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种成本较低的提高合金抗磨材料韧性的方法，在一些合金抗磨材料(如普通白口铸铁、铬白口铸铁、中锰抗磨球墨铸铁等)中少加或不加贵重合金材料，既保持材料的硬度又提高其韧性。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种提高合金抗磨材料韧性的方法，按现有技术配料，根据基体材料搭配合金材料；添加处理剂；处理铁液；其特征是：在炉前按重量百分比加入铁液0.05%～0.8%的镉。

先将镉放入颗粒<5mm的钡硅铁粉中，钡硅铁粉的用量为镉的1.5～2.0倍；再用未生锈的薄铁皮将镉和钡硅铁粉包好扎严，和处理剂一起放入铁水浇包中，用铁板覆盖压好后，再冲入铁液；铁液表面再加入覆盖剂；铁液处理好后浇铸时间小于20分钟。

本发明的积极效果是：“镉”元素在合金材料中有提高材料塑性、增强韧性之特点。抗磨材料加入镉后可大大减少其它较贵重金属元素的加入量，降低抗磨件的制造成本和产品价格，使用户容易接受。目前镉的市场价大约在每吨七万元左右，由于加入量很少，制造合金材料成本增加不大。加入镉使抗磨材料保持高硬度并提高了韧性，其硬度HRC≥62，冲击韧性akJ/c㎡≥8，延长了抗磨零部件的使用寿命，用本材料生产的锤头使用寿命提高了1.5倍以上，从而降低了使用成本。故该发明应用前景广阔，容易推广。

具体实施方式

操作步骤如下：

1、按现有技术配料，即不同的基体材料，搭配不同的合金材料，如普通白口铸铁、铬白口铸铁、中锰抗磨球墨铸铁等搭配的合金材料有区别。

2、将镉放入颗粒<5mm的钡硅铁粉中，钡硅铁粉的用量为镉的1.5～2.0倍；再用未生锈的薄铁皮将镉和钡硅铁粉包好扎严，和处理剂一起放入铁水浇包中，用铁板覆盖压好。因为镉的熔点只有321℃，因容易消损不能在后炉加，必须在炉前加，但镉与高温铁水一接触同样会烧损并产生氧化物。

3、将铁液冲入炉中。铁水处理完后，用三角试块进行炉前检验，试块以微弯打不断为宜，试块弯曲过大说明加入量过多。

4、铁液表面必须加入覆盖剂，铁液处理好后浇铸时间小于20分钟。防止挥发。

5、铸件按现有技术进行热处理。根据不同的基础材料，选择不同的热处理工艺。注意淬火、回火、温度、时间。

熔炼抗磨合金，最好采用工频电炉或中频电炉熔炼和处理铁液。炉衬材料应采用碱性炉衬材料或中性炉衬材料，最好不用酸性炉衬材料。

下面例举应用实例：

利用本发明在含铬的白口铸铁中加入了“镉”生产破碎机锤头，用在破碎机上粉碎砾石及砂石，锤头寿命比原来提高一倍以上。以抗磨球墨铸铁为基体加入镉生产的锤头粉碎煤矸石，锤头使用寿命提高了1.5倍以上，均未出现断裂现象。技术检测，其硬度HRC≥62，冲击韧性akJ/c㎡≥8。