专利名称：耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁，属铁合金制造方法类。
在国民经济建设中，耐磨合金是冶金矿山、水泥建材、电力煤炭、化工交通以及粮油加工中耐磨设备制作的主要用材;尤其是磨球、衬板的消耗更为量大面广。多年来，人们试图寻找一种理想的抗磨材料，希望其具有强度、硬度高，韧性、抗冲击疲劳性能好，既耐磨、不破碎、变形小，成本低且又能适应于大批量生产的抗磨新型材料。
目前使用的该类材料如高铬铸铁，由于其生产成本高，在矿出使用中经济效益不明显，对水泥厂、发电厂、磷肥厂等行业来说，使用高铬铸铁产品一次性投资过高，一般厂家承担不起。
本发明的目的是提供一种耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁，希望其具有强度、硬度高，抗冲击疲劳性能好、耐磨、不破碎、变形小、成本低的优点。
这种耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁，其化学成份的组成百分比为C 1.70～3.60Mn 0.20～2.20Si 0.30～2.00Cr 0.20～3.80V 0.05～0.60Ti 0.02～0.30W 0～2.00Mo 0～0.50Cu 0～1.00Ni 0～1.00
Nb+Ta 0～0.12Co 0～0.10B 0～0.10Re 0.02～0.20Al 0～0.15S ≤0.08P ≤0.12其余为Fe及不可避免的杂质。
这种耐冲击疲劳抗磨合金铸铁是由含铬钒钛、镍钼钴、钨锰钽铌的废弃矿渣冶炼出的铬钒钛渣生铁、镍渣生铁或钨渣铁合金添加适量的废钢及少量的硅、锰等中间合金，经变质强韧化处理，金属型快冷或激冷成型，特殊强韧化热处理而成。
这种耐冲击疲劳抗磨合金铸铁，其最佳化学成份百分比含量是C 1.70～3.55Mn 0.20～2.20Si 0.30～1.80Cr 0.20～3.80V 0.05～0.50Ti 0.02～0.25W 0～1.00Mo 0～0.40Cu 0～0.80Ni 0～0.60Nb+Ta 0～0.08Co 0～0.06B 0～0.08Re 0.02～0.20Al 0～0.12S ≤0.07P ≤0.10其余为Fe及不可避免的杂质。
根据以上方案制成的耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁，其性能，以制造Sφ80磨球为例，落球冲击疲劳特性次数大于15000次，硬度HRC 52～63，耐磨性分别是矿山、火电、水泥厂用普通锻钢球耐磨性的3～12倍;破碎率均小于1%。用其制作衬板、锤头，硬度HRC 46～56，耐磨性为高锰钢的2.5倍以上;性能与高铬铸铁相当，而其制造成本比高铬铸铁同类产品低1000～2000元/吨。
该合金适用于制造磨球、胶囊球、磨棒、锤头、衬板等系列耐磨铸件，可广泛应用于冶金矿山、水泥建材、电力煤炭、化工等行业，是一种高级抗磨抗腐蚀新材料。
以下结合实施例进一步描述本发明。
本发明所述的耐冲击疲劳抗磨合金铸铁是由含铬钒钛、镍钼钴、钨锰钽铌的废弃矿渣冶炼出的铬钒钛渣生铁、镍渣生铁或钨渣铁合金添加适量废钢及少量Si、Mn等中间合金，经变质强韧化处理，金属型快冷或激冷成型，特殊强韧化热处理而制成。
这种耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁其所用的铬钒钛渣生铁，其主要化学成份为C 3.3～3.8，Si 0.6～1.4，Mn 0.8～1.4，Cr 1.4～2.1，V 0.3～0.8，Ti 0.1～0.5，S ≤0.12，P ≤0.12，余量为Fe。其所用镍渣生铁的化学成份C 3～4，Ni 1～10，Mo 0.5～5，Co 0.2～1.0，Si 0.5～1.3，Mn 0.5～1.5，S ≤0.12，P ≤0.15，余量为铁。其所用的钨渣铁合金的化学成份为C 3～5，W 3～20，Mn 1～15，Nb+Ta 0.5～1.2，S ＜0.08，P ＜0.10余量为铁。
实施例1(百分比含量)C 2.4 Mn 1.4 Cr 2.3Si 0.8 V 0.15 Ti 0.05Cu 1.0 B 0.04 Re 0.2Al 0.02 S ≤0.08 P ≤0.10其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例2(百分比含量)C 2.6 Mn 1.0 Cr 1.8Si 1.2 Mo 0.1 V 0.25Ti 0.13 Cu 0.25 Re 0.08Al 0.05 S ≤0.08 P ≤0.10其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例3(百分比含量)C 2.8 Mn 0.8 Cr 1.5Si 1.0 Mo 0.5 V 0.35Ti 0.16 Cu 0.17 Ni 1.0Co 0.1 Re 0.04 Al 0.03S ≤0.08 P ≤0.10其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例4(百分比含量)C 1.7 Mn 2.2 Cr 3.8Si 0.3 V 0.05 Ti 0.02Cu 0.21 W 2.0 Nb+Ta 0.12
Re 0.12 Al 0.15 B 0.1S ≤0.08 P ≤0.10其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例5(百分比含量)C 3.6 Mn 0.2 Cr 0.2Si 2.0 V 0.6 Ti 0.3W 0.3 Nb+Ta0.03 Ni 0.2Mo 0.08 Co 0.02 Re 0.02S ≤0.08 P ≤0.12其余为Fe及不可避免的杂质。
权利要求
1.一种耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁，其特征是该合金铸铁的化学成份的组成百分比为C 1.70～3.60 Mn 0.20～2.20Si 0.30～2.00 Cr 0.20～3.80V 0.05～0.60 Ti 0.02～0.30W 0～2.00 Mo 0～0.50Cu 0～1.00 Ni 0～1.00Nb+Ta 0～0.12 Co 0～0.10B 0～0.10 Re 0.02～0.20Al 0～0.15 S ≤0.08P ≤0.12其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐冲击疲劳抗磨合金铸铁，其特征是，该合金铸铁是由以铬钒钛渣为主的废弃矿渣炼就的生铁和适量镍渣生铁及钨渣铁合金再掺加适量废钢及硅、锰等中间合金而成。
3.根据权利要求1和2所述的耐冲击抗疲劳的耐磨合金，其特征是该合金的最佳化学成份百分比含量是C 1.70～3.55Mn 0.20～2.20Si 0.30～1.80Cr 0.20～3.80V 0.05～0.50Ti 0.02～0.25W 0～1.00Mo 0～0.40Cu 0～0.80Ni 0～0.60Nb+Ta 0～0.08B 0～0.08Al 0～0.12Re 0.02～0.20Co 0～0.06S ≤0.07P ≤0.10其余为Fe及不可避免的杂质。
全文摘要
一种耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁是以废弃的含铬钒钛渣、镍渣及钨渣冶炼的生铁或铁合金加入适量废钢及硅、锰等合金元素经变质、强韧化热处理而成。可广泛适用于制作磨球、磨棒、锤头及衬板等。以该材质制作的磨球，落球冲击疲劳特性次数大于1.5万次，硬度HRC52～63，分别是矿山、电厂、水泥厂用锻钢球耐磨性的3～12倍，破碎率小于1％。用其制作衬板、锤头，硬度HRC46～56，耐磨性为高锰的2.5倍以上，性能与高铬铸铁相当，而制造成本比其低1000～2000元/吨。
文档编号C22C37/06GK1100150SQ9311168
公开日1995年3月15日 申请日期1993年9月9日 优先权日1993年9月9日
发明者曹世杰, 朱筱丽 申请人:株洲市机械工业研究所