[发明专利]一种泵用高耐磨高铬白口铸铁及其制备方法

说明书

本发明公开了一种泵用高耐磨高铬白口铸铁，其各化学成分的重量百分比为：3.5‑4.8％的C、0.5‑1.2％的Si、0.5‑1.2％的Mn、30.0‑40.0％的Cr、0.5‑1.5％的Ni、1‑3.0％Mo、0.1‑1.5％的Nb、0.1‑1.0％的V、余量为Fe和不可避免杂质。本发明铸铁的制备方法，按铸铁各化学成分的重量百分比，将A3钢、镍板、高碳铬、中碳铬、钼铁、锰铁、铌铁、钒铁依次投入熔炼炉熔炼成钢水；之后进行脱氧处理，再通过稀土硅进行保温孕育，然后浇铸成型后进行淬火热处理和回火热处理，得到铸铁产品。本发明的铸铁具有较高的硬度和冲击韧性，产品耐磨性能好。

技术领域

本发明涉及一种泵用高耐磨高铬白口铸铁及其制备方法，属于钢铁材料领域。

背景技术

普通高铬白口铸铁例如国标GB/T 8263中的BTMCr26，组织为马氏体基体中分布着孤立的M7C3型碳化物。作为渣浆泵过流件材料，在一般磨损工况中具有很好的耐磨性。但在矿山冶金一些苛刻磨损条件下，例如在氧化铝生产流程中间泵工位，矿浆颗粒相对较大，矿石硬度高，介质中的颗粒有棱角，含固量在65％以上，现有高铬白口铸铁材料在氧化铝中间泵工况条件下，使用寿命在800-1000h左右，主要失效形式是材质磨损，严重影响了系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有高铬白口铸铁材料耐磨性差的问题，而提供一种泵用高耐磨高铬白口铸铁及其制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种泵用高耐磨高铬白口铸铁，其各化学成分的重量百分比为：

3.5-4.8％的C、0.5-1.2％的Si、0.5-1.2％的Mn、30.0-40.0％的Cr、0.5-1.5％的Ni、1-3.0％Mo、0.1-1.5％的Nb、0.1-1.0％的V、余量为Fe和不可避免杂质；

优选的，所述铸铁化学成分的不可避免杂质中，P和S的重量百分比为P≤0.05％、S≤0.05％。

本发明的一种泵用高耐磨高铬白口铸铁的制备方法，其具体制备步骤如下：

1)按上述铸铁各化学成分的重量百分比，将A3钢、镍板、高碳铬、中碳铬、钼铁、锰铁、依次投入熔炼炉内，升温至1580℃以上得到钢水；

2)待钢水熔清后，按上述铸铁各化学成分的重量百分比加入铌铁、钒铁，待钢水熔清后，加入硅钙合金进行脱氧处理；

3)脱氧结束后将钢水自然冷却至1480-1500℃时，加入不超过钢水重量0.6％的稀土硅进行保温孕育，孕育时间不超过6分钟，稀土硅的粒度≤15mm；

4)孕育结束后将钢水自然冷却至1380-1420℃，将钢水倒入预制好的型腔内，冷却凝固至室温，得到合金铸件。

5)将合金铸件以不超过每小时50℃升温速率加热至900-1040℃，进行淬火热处理，保温2-4小时，然后在空气中冷却至室温；

6)将合金铸件以不超过每小时50℃升温速率加热至250-300℃，进行回火热处理，保温2-4小时，然后在空气中冷却至室温，得到铸铁产品。

本发明铸铁中各合金元素在白口铸铁中的作用如下：

碳和铬：碳和铬形成大量的(Fe,Cr)₇C₃和(Fe,Cr)₂₃C₆碳化物，提高材料的硬度和耐磨性，一部分固溶于基体中，通过热处理获得马氏体为主的组织；

锰：锰有稳定奥氏体组织的作用，适量的锰含量，可提高铸件的强韧性，改善淬硬性和耐磨性；

镍：镍有稳定奥氏体组织的作用，镍不溶于碳化物，降低高铬铸铁奥氏体转变临界冷却速率，提高材料的淬透性，促进马氏体转变，提高高铬铸铁的硬化性能；