[发明专利]一种加筋复合高硅铁基合金电极板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及优良的加筋复合高硅铁基合金电极板和制造方法，特别是通过使用加强筋，改善了其力学性能，属于耐蚀铸件复合铸造领域。

技术背景

伴随工业的发展，对可以用于暴露在强腐蚀环境的设备上的材料需求越来越高。高硅铸铁就是根据这种需求开发的材料之一。硅的质量分数在10％～18％之间的Fe-Si-C铸造合金称为高硅铸铁。高硅铸铁硬而脆，力学性能较低，但腐蚀性能好。是一种具有优良耐酸性能的铸造合金，它具有耐蚀性好、成本低、生产工序简单、节用(无)镍铬等贵重金属等优点,特别适用于制作承受静载荷的与各种强腐蚀介质(如各种温度和浓度的硝酸、硫酸、铬酸、有机酸和一系列盐溶液)接触的部件。高硅耐蚀铸铁件可用于化工、石油、化纤、冶金、国防等工业所需的耐蚀铸件，还可用于制造外加电流阴极保护用的辅助阳极铸件，不适于制造承受较大冲击载荷，交变负荷或温度突变的零部件。但是，高硅铸铁由于它的固有特性所决定，又存在着强度和冲击韧性低、硬度高、脆性大、导热系数小以及膨胀系数大等缺点。以致在铸造生产及应用时，很容易产生缩松、缩孔和裂纹等缺陷，不能经受剧烈的温度变化及承受高压，机械加工比较困难。从而在一定程度上限制了这种材料的推广和应用。

目前高硅铸铁件的生产主要在中小件的生产中，对大件的生产受到成形性和缺陷以及加工性能的影响，研究的很少，特别是复合铸件的研究还属于空白。

冷轧不锈钢板酸洗池用电极板的外形尺寸较大，其长度达到2.5m，宽0.4m，0.04m，属大平板铸件，铸造成形的难度较大，且整体成形力学性能较差。

发明内容

本发明目的是为了解决冷轧不锈钢板酸洗池用电极板的外形尺寸较大、铸造成形的难度较大，且整体成形力学性能较差的问题，

一种加筋复合高硅铁基合金电极板，提高合金的力学性能，主要原因是使用加强筋提高了合金的力学性能，从而解决了高硅铸铁的缺点，对其应用有重大的意义。

一种加筋复合高硅铁基合金电极板，其特征在于将铸造成形的方法将直径为8～10mm的不锈钢或低碳钢丝构成的钢筋网镶铸在高硅铁基合金中，形成类似于钢筋混凝土结构的加筋复合高硅铁基合金，其不锈钢或低碳钢的体积分数为5～25％，高硅铁基合金的体积分数为75～95％，采用这种加筋复合高硅铁基合金制作不锈钢酸洗用电极板即为加筋复合高硅铁基合金电极板。

上述加筋复合高硅铁基合金电极板采用焊接或机械拼接方法将直径8～10mm不锈钢或低碳钢线材制作成的钢丝网，采用这种钢丝网作为加强筋，钢丝网中每根不锈钢或低碳钢线材之间的距离为30～50mm。钢丝网预埋在实型铸造的泡沫塑料模样中，将熔炼好的液态高硅铁基合金浇入带钢丝网的泡沫塑料铸型中，泡沫塑料模样汽化，钢筋网保留在铸型中，凝固成形后形成一种类似于钢筋混凝土的结构的加筋复合高硅铁基合金电极板。

在发泡制模过程中，将预先除锈和除油的不锈钢筋网固定泡沫塑料模样中，钢筋网在电极板厚度方向位于中心，距离型腔的两个侧壁的距离相等。

加筋复合高硅铁基合金电极板外层的化学成分质量百分比为：碳0.5～1.0％、硅16.5～20.0％、锰0.3～0.8％、硫、磷<0.03％、RE：0.01～0.05％、其余为Fe和不可避免的杂质的组成；心部用不锈钢做加强筋。

本发明提供的加筋复合高硅铁基合金电极板的制造方法是：合金熔炼：将纯铁、硅铁加入感应电炉或电弧炉中进行两次熔炼，使各种物料充分混合均匀，并在熔炼过程中加入酸性造渣剂，合金液熔化后经过充分静置后，去除合金液中的气体和夹杂物，合金的熔炼温度为1480-1520℃；出炉温度为1420-1460℃；采用树脂砂型，将预先除锈的不锈钢筋固定在铸型中，当铁水温度到1280～1320℃时浇注成形；采用缓流封闭式的浇注系统，直浇道、横浇道和内浇道组元的横截面积的比例为：A_直：A_横：A_内＝1.1～1.3:1.5～1.7:1.0(A_直、A_横和A_内分别是直浇道、横浇道和内浇道的截面积)；热处理：铸件凝固成形后6～12分钟内进行高温打箱，将红热的铸件立即进行退火处理，铸件热装入炉，均匀加热到750～800℃，保温24～48小时炉冷到100℃以下出炉。

下面对本发明合金组成的数值限定的原因做详细的说明。

(1)硅(Si)：16.5～20.0％(重量)