[发明专利]一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种灰铸铁，特别是涉及一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁。

背景技术

铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。铸铁可分为：灰口铸铁、白口铸铁、可锻铸铁、球磨铸铁、蠕墨铸铁以及合金铸铁。

合金铸铁是在普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。其中，合金铸铁中的灰铸铁由于成本低廉，并具有铸造性、可加工性的特点，是工业中应用最广泛的一种铸铁，如广泛用于制造如发动机、家电的零部件等。现有的灰铸铁的组成是由其所制造的部件性能要求如拉伸强度、磨损性能、机械加工性等来决定的，目前通常采用折衷的方式来进行配比选择，因此现有的灰铸铁的组成范围相当宽。但是，当灰铸铁用于制作对耐磨性要求较高的部件时，很难达到耐磨性的要求。

灰铸铁抗压强度比较高，有良好的吸振性、减震性和润滑性，有良好的导热性、切削加工型与铸造性，广泛的应用于机电产品中。当厚度增加时，灰铸铁的力学性能降低，导致承载性能下降。对于大型的蒸汽发生器，重量大，在热胀冷缩时，会产生一定的位移，下部的支座需要使用高强度减摩材料。申请号为201210126163.5 的中国专利公开了一种钼铬合金耐磨铸铁，该合金在铸态下金相组织为以致密的片层状珠光体为主。石墨呈片状的A 型石墨。具有良好的耐磨性能，机械加工性能良好，适用做汽车内外板甲拉伸模具。本专利的中的灰铸铁采用了不同含量与类别的减摩元素，如S、Sn 和Cu 等，从而能够进一步提高了材料的耐磨性能和抗开裂性能，主要用于摩擦材料。

发明内容

本发明针对本发明为了灰铸铁铸件强度、耐磨性不能满足实际需求、易开裂、使用范围受到限制等技术问题，提供一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁，在不增加额外的加工工序以及加工成本的条件下，获得较高的耐磨性，能满足高要求场合的使用。

本发明的技术方案是：一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成，C 4.0～6.0％、Si 2.0～3.8％、Mn 2.0～2.3％、P 0.03～0.06％、S 0.03～0.08％、Cr 0.5～0.85％、Mo 0.40～1.2％、Cu 1.5～3.0％、Sn 1.1～1.3％，其余为Fe。

一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁，其特征在于，优选采用以下化学成分：C 4.0％、Si 2.0％、Mn 2.0％、P 0.03％、S 0.03％、Cr 0.5％、Mo 0.4％、Cu 1.5％、Sn 1.1，其余为Fe。

一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁，其特征在于，优选采用以下化学成分：C 6.0％、Si 3.8％、Mn 2.3％、P 0.06％、S 0.08％、Cr 0.85％、Mo 1.2％、Cu 3.0％、Sn 1.3％，其余为Fe。

一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁，其特征在于，优选采用以下化学成分：C 5％、Si 3.0％、Mn 2.2％、P 0.04％、S 0.05％、Cr 0.65％、Mo 0.8％、Cu 2.4％、Sn 1.2％，其余为Fe。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁，组分新颖，制作过程合理清晰，熔炼过程控制简便；本发明通过对灰铸铁的原材料配比进行合理的调整及增加孕育处理，使得灰铸铁强度及硬度均得到明显提升。该灰铸铁冶炼比较方便，具有良好的铸造性能，经孕育处理后，铸铁件不易开裂；与现有技术相比，本申请中的灰铸铁采用了不同含量与类别的减摩元素，如S、Sn和Cu 等，提高了材料的耐磨性能和抗开裂性能，主要用于摩擦材料，铸坯厚度小于100mm时，本体材料的抗拉强度超过250MPa，单铸试样( 直径小于25mm)，抗拉强度超过345MPa。同时降低了企业生产成本，提高了产品合格率，扩大了铸件应用范围，具有很好的经济效益。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

一种具有高强度高耐磨性的灰铸铁，由如下质量百分比的原料组成，C 4.0～6.0％、Si 2.0～3.8％、Mn 2.0～2.3％、P 0.03～0.06％、S 0.03～0.08％、Cr 0.5～0.85％、Mo 0.40～1.2％、Cu 1.5～3.0％、Sn 1.1～1.3％，其余为Fe。