[发明专利]一种高硬度铸造钛锰铁合金

说明书

技术领域

本发明属于一种合金，具体是铸造用钛锰铁合金。 

背景技术

锰合金钢具有硬度高、强度高、无磁性、综合性能优越等优点，己广泛应用于矿山、冶金、化工等多个领域。伴随着锰合金的开发和应用，国内外高硬度锰合金的研究和生产也得到了很大的进展。目前大部分铸造锰合金基本上延用了高锰合金钢的成分，目前常用的高硬度铸造锰合金常温下力学性能如下： 

高锰钢铸件的牌号和化学成分

高锰钢铸件的力学性能

注：铸件必须进行水韧处理，水韧处理后试样的力学性能应符合本表要求。

上述锰合金用于铸造锰合金复杂构件，特别是复杂件、高冲击件、特殊耐磨件方面，寿命短，更换频繁，无法满足特定环境下高冲击、特殊耐磨件的力学性能要求等问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度、高硬度、高冲击、特殊耐磨件铸造性能良好的铸造用钛锰铁合金。 

采用的技术方案是：一种高强度铸造钛锰铁合金，基体部分为锰合金钢。 

该合金的主要化学成分按质量百分比计：Mn为20-25%、Al为4.0-5.5％、Cu为1.5- 2.5％、Mo为1.5 -3.0％、V为0.5 -2.0％、Ti为2.0 -3.3％、cr为1.0 -2.5％。杂质元素含量应控制在：c≤0.25％、si≤0.20％、Fe≤3.3％、N≤0.05％、H≤0.015％、0≤0.15％，余量为Fe。 

本合金可以采用中频感应电炉、真空感应电弧炉等锰合金熔炼常用设备进行熔配，成形方式采用玻璃水沙型、树脂沙型、金属型等铸型壳。 

下面提供一种制备该高强度铸造钛合金的方法：采用水冷中频感应电炉进行熔配；电脉冲炉内合金化处理。 

按照以下顺序加入各成分进行装炉熔化：废钢—锰合金—铝—铜—钼—钒—铬—钛。 

将炉内清理干净，加入废钢开始熔化，处于固液相状态下，加入锰合金，熔化至固液相状态下插入电脉冲装置。依次加入合金成分，并使用电脉冲加电使其晶粒细化。 

熔炼参数： 

①电炉电压380～400V，电流370A～400A；

②电脉冲电压220V，电流50A电流，频率50HZ；

⑧冷却水水压：0．4MPa，电炉进水口水温19℃，出水口水温<60℃。

合金熔化后进行浇注，炉内入前包后静置5分钟，确保成分均匀、稳定。 

热处理：采用的热处理工艺为固溶+时效； 

固溶温度：700℃～880℃，保温时间0．5～2小时，冷却方式为空冷或水淬；

时效温度：500℃～680℃，保温时间5～22小时，冷却方式空冷。

本发明的高硬度铸造钛锰铁合金经过适当的热处理后，室温下力学性能能够达到 

。该合金与常用高硬度铸造锰合金相比，能够获得较好的强度、硬度、塑性、耐磨性，具有良好的综合力学性能，可用作冶金、矿山、建材等耐磨件以及对铸造锰合金有高硬度需求的各行业领域的锰合金耐磨件的研制和生产。

  

具体实施方式

实施例一 

一种高强度铸造钛锰铁合金，主要化学成分按质量百分比计为：Mn为22%、Al为45％、Cu为2.0％、Mo为1.5％、V为1.0％、Ti为2.0％、cr为1.0％。杂质元素含量应控制在：c≤0.25％、si≤0.20％、Fe≤3.3％、N≤0.05％、H≤0.015％、0≤0.15％，余量为Fe。

实施例二 

一种高强度铸造钛锰铁合金，主要化学成分按质量百分比计为：Mn为25%、Al为5.0％、Cu为2.0％、Mo为2.5％、V为2.0％、Ti为2.0％、cr为2.5％。杂质元素含量应控制在：c≤0.25％、si≤0.20％、Fe≤3.3％、N≤0.05％、H≤0.015％、0≤0.15％，余量为Fe。