[发明专利]高铬铸铁及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种高铬铸铁及其制备方法。

背景技术

高铬铸铁是一类重要的耐磨材料，已被广泛的应用于各类耐磨损部件，例如目前混凝土搅拌主机的衬板和叶片均是采用高铬铸铁材料制成。

目前，高铬铸铁制备工艺中熔体的孕育与变质处理方法通常是一次性的加入单一稀土硅铁或单一稀土镁等作变质处理，或者加入单一的某种强碳化物生成元素生成硬质的合金碳化物作孕育处理。但是，采用现有的一次性的加入方式，不能在进行有效的孕育变质处理同时进行脱硫和脱磷等除渣处理,微观组织中晶粒细化、碳化物弥散分布等孕育变质处理效果也十分有限，会影响到耐磨铸件的性能。此外，采用现有的一次性的加入方式，孕育与变质处理效果容易随时间而发生改变，其实际效果很难持续，从而会出现孕育变质组织衰退现象，而且，在实际操作过程中，如果某个工序环节出现故障或者其他原因，孕育与变质处理效果甚至就会丧失。另外，仅仅加入单一的某种强碳化物生成元素做孕育处理，也容易因其他更加活泼元素而影响了孕育处理的实际使用效果。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种高铬铸铁，其具有较佳的抗弯强度和耐磨性能。

本发明的另一目的在于，提供了一种高铬铸铁的制备方法，其能改善变质孕育处理的实际效果，提高孕育变质组织的抗衰退能力，同时能够实现脱硫和脱磷净化合金液，从而制备具有较佳的抗弯强度和耐磨性能的高铬铸铁。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种高铬铸铁，以重量百分比计的化学成分包括：C：2.3～2.7﹪，Cr：14～16﹪，Mo：0.4～0.6﹪，Ni：0.3～0.5﹪，Cu：0.3～0.5﹪，Si：0.8～1.3﹪，Mn：0.6～1.0﹪，S≤0.04﹪，P≤0.04﹪；其余为Fe。

一种高铬铸铁的制备方法包括以下步骤。首先是熔炼处理步骤，向熔炼炉内加入废钢、高碳铬铁、低碳铬铁、回炉料、增碳剂、生铁、镍铁、钼铁、电解铜进行熔炼形成合金液。其次是脱氧处理步骤，对合金液进行脱氧处理。之后是第一次孕育变质处理步骤，向熔炼炉内的合金液中加入占合金液总重量0.3～0.6﹪的复合孕育剂和占合金液总重量0.1～0.2﹪的复合变质剂，进行第一次孕育变质处理，复合孕育剂为Ti-V-CaO-BaCO₃-Zn复合孕育剂，复合变质剂为稀土硅铁合金变质剂。接着是第二次孕育变质处理步骤，将经过第一次孕育变质处理步骤的合金液倾倒加入浇包内进行第二次孕育变质处理，浇包内预置有占合金液总重量0.2～0.4﹪的复合孕育剂和占合金液总重量0.3～0.6﹪的复合变质剂，复合孕育剂为Ti-V-CaO-BaCO₃-Zn复合孕育剂，复合变质剂为稀土硅铁合金变质剂。

在本发明的较佳实施例中，上述复合孕育剂和复合变质剂均是粒径小于5mm的颗粒。

在本发明的较佳实施例中，上述在第一次孕育变质处理步骤中复合孕育剂的第一次加入量与在第二次孕育变质处理步骤中复合孕育剂的第二次加入量的重量比为2﹕1，且在第一次孕育变质处理步骤中复合变质剂的第一次加入量与在第二次孕育变质处理步骤中复合变质剂的第二次加入量的重量比为1﹕2。

在本发明的较佳实施例中，上述熔炼处理步骤包括：向熔炼炉内加入废钢、高碳铬铁、低碳铬铁、回炉料、增碳剂、生铁进行熔炼形成熔体；在熔体熔清之后向熔炼炉内的熔体加入占熔体总重量0.2～0.4﹪的除渣剂，进行第一次除渣处理；以及再向熔炼炉内的经过第一次除渣处理的熔体依次加入镍铁、钼铁、电解铜，保温5～8分钟，以熔炼形成合金液。

在本发明的较佳实施例中，上述脱氧处理步骤包括预脱氧处理和精脱氧处理。预脱氧处理是向熔炼炉中的合金液加入占合金液总重量0.1～0.2﹪的预脱氧剂进行预脱氧，保温5-10分钟。精脱氧处理是向熔炼炉中的经过预脱氧处理的合金液加入占合金液总重量0.1～0.2﹪的精脱氧剂，在1550±10℃反应5～10分钟。

在本发明的较佳实施例中，上述预脱氧剂是硅铁合金，且精脱氧剂是高纯铝丝或高纯铝粒。

在本发明的较佳实施例中，上述第二次孕育变质处理时，浇包内还预置有占合金液总重量0.1～0.2﹪的终脱氧剂，以进行终脱氧处理。

在本发明的较佳实施例中，上述终脱氧剂是高纯铝丝或高纯铝粒。

在本发明的较佳实施例中，上述制备方法还包括在预脱氧处理和精脱氧处理之间进行扒渣处理。