[发明专利]过共晶高铬铸铁初生碳化物细化方法

说明书

过共晶高铬铸铁初生碳化物细化方法，属于铸造技术领域。以废钢、增碳剂、铬铁、硅铁和锰铁为原料，在中频感应电炉内混合加热熔化，铁水熔清后，加入金属铝脱氧，升温至1564‑1587℃时，取样分析合格后将铁水出炉到浇包。铁水经扒渣、静置后，当温度降至1475‑1488℃，采用消失模铸造方法，将铁水浇入预先放置有泡沫塑料模样的铸型中，泡沫塑料模样中均匀分布悬浮剂。本发明过共晶高铬铸铁初生碳化物显著细化，强韧性和耐磨性显著提升，推广应用具有良好的效果。

技术领域

本发明公开了过共晶高铬铸铁制造方法，特别涉及一种过共晶高铬铸铁初生碳化物细化方法，属于铸造技术领域。

背景技术

过共晶高铬铸铁是在普通亚共晶高铬铸铁基础上发展起来的，相比于普通亚共晶高铬铸铁，过共晶高铬铸铁还有更多的铬和碳元素，具有更多的碳化物硬质相，具有更好的耐磨、耐蚀性。与亚共晶高铬铸铁的先析出相是塑韧性好的初生奥氏体不同，过共晶高铬铸铁中的先析出相是脆性的初生碳化物，其尺寸大，导致普通过共晶高铬铸铁脆性极大，铸造和使用中极易发生断裂，严重制约了过共晶高铬铸铁的推广应用。细化过共晶高铬铸铁的初生碳化物，从而降低共晶高铬铸铁的脆性，已引起了铸造工作者的重视。

为了细化初生碳化物，中国发明专利CN114657451A公开了一种过共晶高铬铸铁及其悬浮、变质复合处理方法，由质量百分数为(3.5～4.0)％的C、(18～25)％的Cr、(0.3～0.7)％的Mn、(0.8～1.2)％的Si、(0-0.05)％的S、(0-0.05)％的P、余量Fe组成；处理过程为：1)将废钢、铬铁、硅铁及锰铁混合加热熔化，再升温后脱氧，得过共晶高铬铸铁液；2)倒入到浇包内，于此同时，在浇包内采用变质处理的方法进行细化初生碳化物；3)在过共晶高铬铸铁液的上方撒除渣剂，待过共晶高铬铸铁液的温度降至1360～1390℃后进行浇注，边浇筑边加入悬浮剂；4)浇注后在浇道口处覆盖耐火石棉保温，再冷却至室温，完成过共晶高铬铸铁的悬浮、变质复合处理，该过共晶高铬铸铁及其悬浮、变质复合处理方法能够有效提高高铬铸铁的性能。中国发明专利CN114717467A还公开了一种过共晶高铬铸铁材料、制备方法及其应用，其中过共晶高铬铸铁材料包括以下质量百分比的化学成分：C3.8％-4.6％、Cr27％-46％、Si0.5％-2％、Mn0.5％-1.3％、Ni0.1％-0.5％、Mo0.02-2％、Ti0.02％-1.5％、Cu0.01％-0.2％、V0.1％-0.3％、W0.015-1.5％、Al≤0.2％、P≤0.05％、S≤0.05％、B≤0.05％，余量为Fe。该发明通过合理控制化学成分和含量，通过加大碳含量并引入Ti、Mo元素，细化初生碳化物并形成第二相硬质颗粒，从而得到综合性能优良的过共晶高铬铸铁材料并提高使用寿命。中国发明专利CN114318117A还公开了一种用于重磨料磨损的过共晶高铬铸铁，包括以下处理步骤：S1、装料，将碳、铬和钼放入冷炉中，其中铬重量比是炭的十倍并加12.5％；S2、以低于50℃/小时的速度升温加热，加热到950-1050℃，S3、在950～1050℃下保温，再此期间，铸件壁厚每增加25mm，则保温1小时，至少保温3小时，S4、采取吹风或喷雾等方法加速冷却，铸件各部位的冷却均匀，S5、回火，温度在400～500℃之间对冷却后的铸件回火，并保温3-4小时，S6、在740～780℃之间退火，退火时保温时间可为4～8小时，然后炉冷到300℃以下，得到可加工的铸件，S7、将铸件加工后做硬化处理。该发明的优点：提高铸件的耐磨性，碳化物应力增加。该发明的优点：提高铸件的耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命。中国发明专利CN113025874A还公开了一种过共晶高铬铸铁及其孕育变质处理方法，属于耐磨铸铁材料技术领域。合金成分为C:4.00-4.20％,Cr:35.0-35.2％,Mn:0.51-0.54％,Mo:1.07-1.11％,Si:0.69-0.72％,P:≤0.03％,S:≤0.03％,其余为铁。制备工艺：先制备铁水、脱氧，倒入浇包；在浇包内采用孕育变质的方法进行细化初生碳化物；浇注前在铁液上方撒上除渣剂，待铁液温度降至1440℃-1460℃时进行浇注；铸件经清砂打磨后进行热处理，1000℃/保温1小时+500℃/保温3小时。使材料在拥有较高硬度和耐磨性能的同时具备一定的韧性。