专利名称：一种铸铁机用金属模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金铸造领域，特别涉及一种铸铁机铸造铁锭用的金属模具。
技术背景由于铸铁机在钛渣、冶炼行业的生产效率高，因此而得到了较为广泛的 应用。但目前铸铁机所用的金属模具大都采用灰口铸铁材质，其组织为珠光 体+碳化物+石墨，珠光体虽强度较高，但在急冷急热条件下，在使用过程中 易于产生组织应力而造成疲劳开裂，使用寿命不高。
中国专利CN85103914B公开了一种用于钢锭模的低合金钒钛铸铁，其主 要目的是提供一种合金消耗和成本都低于球墨和蠕墨铸铁钢锭模的低合金钒 钛铸铁材料的钢锭模。由于轧制的要求，对于钢锭成品的要求与铁锭成品的 要求相关很大，钢锭模一般都在几百公斤到十几吨重。而铸铁机所用的铸铁 模具是用于将铁水等金属液体自然或喷水冷却成固态，铁锭一般几十公斤或 上百公斤。此外，钢锭模的生产是不连续的。而铸铁模具装配到铸铁机上， 由链板等带动，用于连续生产作业。
中国专利CN101014433A公开了一种用于浇铸液态金属的模具及相应方 法，但该模具是由铜基合金制成，其中包括超过50%重量的铜以及包括铬、 锆和镍组成，或使用灰口铸铁或球墨铸铁，存在合金消耗大、成本高以及在 急冷急热条件下容易因疲劳强度不够而造成损坏，使用寿命不高等不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铸铁机用金属模具。这种金属模 具材质的成分比例组配合理，用于铸铁机铸造金属锭。
3本发明所采用的技术方案之一是铸铁机用金属模具的特点在于其组份以
重量百分比计为C: 3. 0~ 3. 3%，Si: 2. 1 ~ 2. 8%，Mn: 0. 5 ~ 0. 8%， V: 0. 1 ~ 0. 2%，Ti: 0. 01 ~ 0. 03%,其余为Fe和其它杂质；其优选组4分以重量百分比计 为C: 3. 1 ~ 3. 2 % ， Si: 2. 3 ~ 2. 5 % , Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0. 2 %,Ti: 0. 01~0. 03%，其余为Fe和其它杂质。
本发明所采用的技术方案之二是在金属模具的底部和两侧壁中沿纵向方 向铸入有若干个加强钢筋1，作为对上述技术方案的补充和改进，进一步提 高了金属模具的强韧性和抗裂性能。
本发明的铸铁机金属模具在急冷急热的工作条件下可连续生产，其急冷 急热的时间间隔仅为铸铁机运转一圈的几十分钟时间，本发明的金属模具具 有良好的导热性能以及足够的强度，并且具有延伸率小，热膨胀系数小，弹 性模数低等良好的耐热疲劳参数，与现有灰口铸铁金属模具相比，其使用寿 命大大提高。
附图1为本发明的金属模具结构的示意图。
附图2为在金属模具中铸入加强钢筋A-A剖面的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合实施例或附图对本发明的构成机理及结构形式进行详细的描 述，以说明本发明与已有技术相比具有显著的良好效果。
本发明所采用铸铁机用金属模具的组份以重量百分比计为C: 3. 0~ 3. 3 % , Si: 2. 1 ~ 2. 8 % , Mn: 0. 5 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0, 2 。/0, Ti: 0. 01 ~ 0. 03 % ， S < 0.07%, P< 0. 07%其余为Fe;其中选用 一组最佳组4分以重量百分比计为 C: 3. 1 ~ 3. 2 % , Si: 2. 3 ~ 2. 5 % ， Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0. 2 % ， Ti: 0. 01 ~ 0. 03%， S< 0. 04% , P< 0. 04%其余为Fe。其中选用C含量为3.Q~3.3%， C可促进材料的石墨化，采用本发明的含量 范围能保证获得细片状石墨，增加模具的热传导性。
本发明选用Si含量为2.1-2.8%; Si成分的选用可以促进材料石墨化 的形成，提高材料抵抗激冷激热交变应力的能力，。
加入含量为0. 5 ~ 0. 8 %的Mn可以抵消组份中不可避免成分硫的有害作 用，并能间接地促进石墨化，提高金属模具的综合性能。
V和Ti的的加入可使金属模具的耐热性能显著地提高，因为钒钛元素的 固溶和析出强化了基体组织；同时还使金属模具具有致密的组织，提高了模 具的强度和屈服极限。
同时，还需控制不可避免的S和P均小于0. 07% ，以防止模具在激冷激 热状态下脆性的产生。
本发明还在金属模具的底部和两侧壁中沿纵向方向铸入有3个加强钢筋 1，以进一步提高金属模具的强度、刚性和抗裂性能。
实施例1
金属模具的组份以重量百分比计为C 3. 0% 、 Si 2. 1 % 、 Mn 0. 5 % 、 S < 0. 07 % 、 P < 0. 07 % 、 V 0. 1 % 、 TiO. 01 % ，其余为Fe,采用此材质制造的 金属模具延伸率好、弹性模数较低，耐热疲劳性能好。已有技术的金属模具 一般使用9次即开始开裂，到30次基本全部开裂；而本发明的金属模具使用 30次以上基本不开裂，是已有技术的l倍以上。
实施例2
铸铁机金属模具的组份采用C 3. 3 % 、 Si 2. 8 % 、 Mn 0. 8 % 、 S < 0. 04 % 、 P < 0. 04 % 、 V 0. 2 % 、 TiO. 03% ,其余为Fe，采用此材质制造的铸铁 机金属模具的强度好，耐热疲劳性能好，具有较长的使用寿命。已有技术的 金属模具一般使用到30次基本已全部开裂；而本发明的金属模具能够使用 50次以上，是已有技术的l倍以上。实施例3
金属模具采用以下成分为C 3. 1。/o、 Si 2.5%、 Mn 0. 6 Q/。 、 S < 0. 05 %、 P <0. 05%、 V 0.15%、 TiO. 02% ，其余为Fe，采用此材质制造的金 属模具延伸率好、弹性模数较低，耐热疲劳性能好，寿命长，是已有技术使 用寿命的2倍。
实施例4
金属模具成分为C 3. 2% 、 Si 2. 3% 、 Mn 0. 7 % 、 S < 0. 04% 、 P < 0. 04 %、 V 0.2%、 TiO. 01% ，其余为Fe，采用此材质的铁模延伸率好、弹性模 数较低，耐热疲劳性能好，金属模具的刚性和抗裂性能有很大提高。本发明 的金属模具可使用60次以上。
实施例5
参照附图l和附图2，本发明在其组份合理配比并且使用性能有了很大 提高的基础上，还在其金属模具底部的中间部位和两侧壁的中间部位沿模具 的纵向方向铸入有3个与模具的纵向长度相同长度的加强钢筋1，从而使金 属模具的强韧性、抗裂性能得到进一步提高，使用寿命得以延长，至少可使 用60次以上，是已有技术的1 - 2倍。
权利要求
1、一种铸铁机用金属模具，其特征在于金属模具的组份以重量百分比计为C3.0～3.3％，Si2.1～2.8％，Mn0.5～0.8％，V0.1～0.2％，Ti0.01～0.03％，其余为Fe和其它元素。
2、 根据权利要求1所述的铸铁机用金属模具，其特征在于金属模具的 组份以重量百分比计为C: 3. 1 ~ 3. 2 % , Si: 2. 3 ~ 2. 5 % ， Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % ， V: 0. 1 ~ 0. 2%， Ti: 0. 01 ~ 0. 03%,其余为Fe和其它元素。
3、 根据权利要求1所述的铸铁机用金属模具，其特征在于所述的其它 元素S<0. 07%， P<0. 07%。
4、 根据权利要求1所述的铸铁机用金属模具，其特征在于所述的其它 元素S < 0. 04 % , P < 0. 04 % 。5、 一种铸铁机用金属模具，其特征在于在金属模具的底部和两侧壁中 沿纵向方向铸入有若干个加强钢筋。
全文摘要
本发明公开了一种铸铁机用金属模具，该金属模具的组份以重量百分比计为C 3.0～3.3％，Si 2.1～2.8％，Mn 0.5～0.8％，S＜0.07％，P＜0.07％，V 0.1～0.2％，Ti 0.01～0.03％，其余为Fe和其它元素；本发明的效果是在急冷急热条件下工作，具有良好的导热性能，足够的强度和延伸率，较小的热膨胀系数，低的弹性模数等良好的耐热疲劳性能，同时还可在金属模具结构的底部及两边设置铸入加强钢筋，以提高金属模具的强韧性和抗裂性能。
文档编号B22D7/06GK101418412SQ20081018274
公开日2009年4月29日 申请日期2008年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者藩 何, 武广波, 贺同正, 黄兴建 申请人:攀钢集团研究院有限公司;攀枝花钢铁(集团)公司;攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司