[发明专利]一种耐磨灰铸铁材料及其铸造工艺

说明书

本发明提供一种耐磨灰铸铁材料以及其铸造工艺，其中所述耐磨灰铸铁材料包含C、Si、Mo、Cu、Mn和Cr；所述C的质量百分比为2.8％～3.2％；所述Si的质量百分比为1.0％～1.8％；所述Mo的质量百分比为0.3％～0.7％；所述Cu的质量百分比为0.6％～1.3％；所述Mn的质量百分比为1.0％～1.3％；所述Cr的质量百分比≤0.15％；所述耐磨灰铸铁材料的碳当量为3.2～3.7。本发明所述耐磨灰铸铁材料的R_p0.01为166～274MPa，R_m为439～490MPa，R_pc0.01为333～402MPa，R_pc0.2为560～592MPa，布氏硬度为280～312，具有比牌号为HT350的灰铸铁更优异的力学性能，可满足核电支撑设备高强度耐磨损的特殊需求。

技术领域

本发明属于合金铸铁材料和铸造工艺领域，尤其涉及一种耐磨灰铸铁材料及其铸造工艺。

背景技术

铸铁是一种铁碳硅合金，一般C的质量分数为2.0～4.5％，Si的质量分数1～3％。此外，铸铁合金中常含有Mn、P、S及其他合金元素。按石墨形态的不同，可分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁；按照合金化程度可以分为普通铸铁和合金铸铁，合金元素含量较高的铸铁也可叫做合金铸铁。

灰铸铁的性能与其珠光体含量具有密切关系，高强度灰铸铁常以获得体积分数为100％的珠光体基体组织为目标，相比于铁素体含量较高的灰铸铁材料，100％珠光体灰铸铁具有较高的强度硬度，且耐磨性能明显改善。100％珠光体灰铸铁常伴随着A型石墨，且组织较为细小。

灰铸铁材料使用范围广泛，适用于轨道交通中的闸瓦、内燃机的缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴、气门挺杆、轻工机械的各种模具中，以及采油设备的泥浆泵等领域。目前国内铸铁的发展取得了极大的进步，列入GB/T 9439标准的灰铸铁材料有HT100～HT350共8个牌号，对装备制造业的发展起到了巨大的推动作用。如公开号为CN103915519A的中国发明专利揭露了一种铬钼铜耐磨铸铁及其制备方法，通过控制铸铁中铬、钼、铜的加入量，铸造出耐磨铸铁，其机械性能与牌号为HT250的灰铸铁相当，特别适合铸造汽缸、活塞环和挺杆。

尽管国内现有的牌号为HT350的灰铸铁具有优异的抗拉强度(R_m)，但其压缩屈服强度和硬度性能尚无法达到核电支撑设备应用领域要求，因而目前国内核电支撑设备应用领域仍需进口国外铸铁材料。因此有必要提供一种压缩屈服强度和硬度均能满足核电支撑设备应用领域需求的耐磨灰铸铁材料及其铸造工艺，打破进口垄断现状。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨灰铸铁材料及其铸造工艺，提高现有灰铸铁材料的抗磨损性与切削加工性能，使其满足核电支撑设备应用领域需求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐磨灰铸铁材料，所述耐磨灰铸铁材料包含C、Si、Mo、Cu、Mn和Cr；所述C的质量百分比为2.8％～3.2％；所述Si的质量百分比为1.0％～1.8％；所述Mo的质量百分比为0.3～0.7％；所述Cu的质量百分比为0.6～1.3％；所述Mn的质量百分比为1.0～1.3％；所述Cr的质量百分比≤0.15％；所述耐磨灰铸铁材料的碳当量为3.2～3.7。