专利名称：：磷、铜、铬、钛磷系列耐磨铸铁材料的制作方法
技术领域：
：本发明属于金属材料领域中磷系列耐磨铸铁新材料。可用于铸造耐磨的机械零部件如齿轮、凸轮等。灰铸铁的机械性能虽好，但耐磨性差，采用高磷(P%＝0.5～0.7%)的铸铁，磷共晶以坚硬的骨架存在于较软的金属基体上，因而提高了铸铁的耐磨性，但磷共晶性脆，它只适合形状不复杂，承担静载荷和受压情况下工作的零件。为了克服高磷铸铁的“脆、裂、松”的弱点，又保持其耐磨性，又出现了一种磷、铜、钛新型耐磨材料，在机械工业出版社出版、洛阳市科学技术协会编的《铸铁熔制》(书号15033、5484)一书第五章第一节中有记载，其化学成份如下C％Si%Mn%P%S%Cu%Ti%2.9～3.21.2～1.70.5～0.90.35～0.6≤0.120.6～1.00.09～0.15</table></tables>这种合金铸铁保持了高磷铸铁的耐磨性，且提高了机械性能，因而在机床上得到广泛的应用，但该合金铸铁有下列三个缺点1、为了获得良好的机械性能，必须保持低碳当量(CE＝3.5～4)，因而其含硅量低，当Si＜1.6%时，铸小工件时极易出现白口。2、为保持其耐磨性，不能降低含磷量，且碳当量低，扩大了凝固区、工件易出现疏松缺陷。3、P-Cu-Ti合金铸铁对原材料的要求较高、要选用高质量的的原生铁，配料时还须加入25～40%的废钢量，以保证组织致密，提高机械性能。本发明的目的是找到一种既具有高的耐磨性又有好的机械性能，还能克服P-Cn-Ti合金铸铁缺点的新材质，其化学成份如下本发明在P-Cu-Ti合金材质基础上加入了合金元素Cr，它能改变铸铁的组织，使珠光体细化，石墨大小均匀，当Cr与Cu、Ti同时存在时，还会使Cu的细化组织作用更明显。铬与铁能形成连续固溶体，提高了基体的强度，而铬能与碳形成多种碳化物，其与碳的亲和力大于Mn、Fe、它能取代铁形成复合渗碳体(Fecr)3C，硬度比Fe3C高，形成的复杂碳化物(Cr·Fe)7C3，(Cr·Fe)23·C6能大大提高铸铁的耐磨性。本发明有以下几个优点1、由于Cr、Cu对组织的细化作用，及Ti对铁水的净化作用，使本发明的铸铁组织致密，具有较高的硬度(HB215～HB285)，其耐磨性比P-Cu-Ti铸铁高一倍左右。2、由于加入了铬，使铸铁的组织致密，抗氧性增加，因而零件加工后表面光洁度可提高二级。3、本发明的材质成份范围宽，当P增至0.6%，Cu增至1.5%，Si增至2.5%时仍可保持良好的机械性能。4、本发明碳硅当量与共晶成份相近(CE＝3.3～4.5)，铁水流动性好，P%低，缩小了凝固区，工件冷却时可得到充分补缩，因而工件出现疏松缺陷的机率少、可降低铸件的废品率。5、在相同的含碳条件下，出现白口的机率少，产生裂纹的可能性少，因此可用于铸造形状复杂的铸件。6、本发明熔化工艺简单，熔化设备使用冲天炉或煤粉炉均可，对原生铁和炉料无特殊要求，且可采用常规铸造工艺，便于推广使用。7、切削性能较好，可用常规刀具加工，加工后光洁度可提高2级，且合金元素总量低，其成本与P-Cu-Ti合金铸铁相近。比HT20-40灰铸铁成本提高不超过50%。而其耐磨性比HT20-40灰铸铁高两倍以上。实施例1987年5月25日，在南宁减速机厂1.5吨卡腰三节炉里进行熔炼，批料重量150Kg，配料比例∶原生铁∶回炉铁∶废钢＝50∶30∶20。每批料中各种配料数量:出炉铁水温度1410℃;浇铸温度1370℃合金加入方式Cu放在铁水槽冲入包中，其余合金由炉后加入，铁水在包内要进行充分的搅拌，使之均匀。工件浇铸顺序先浇小件、薄壁件，后浇大件，厚壁件。浇铸出的合金铸铁成分浇铸出的合金铸铁在广西大学力学实验室做抗弯测试，其它测试在南宁市印机厂进行，其性能如下:石墨分布形状石墨长度珠光体数量珠光体间距碳化物数量磷共晶类型磷共晶数量A型细片状10～15mm≥98％4％呈细粒状弥散分布二元十三元磷共晶4％耐磨性比HT20-40高两倍以上，重载荷下，耐磨性提高更为显著。权利要求1.一种含有磷、铜、钛合金元素的磷系列耐磨铸铁材料，其特征在于其中含有0.25～0.6%(重量)的铬合金元素成份。2.按权利要求1所述的磷系列耐磨铸铁材料，其特征在于其中含有0.22～0.34%(重量)的磷1.71～2.5%(重量)的硅全文摘要磷、铜、铬、钛磷系列耐磨铸铁材料。文档编号C22C37/06GK1040226SQ8810905公开日1990年3月7日申请日期1988年9月30日优先权日1988年9月30日发明者王宝棣申请人:广西大学