專(zhuān)利名稱(chēng)：一種耐硫酸腐蝕的合金球墨鑄鐵材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐腐蝕性合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐硫酸腐蝕的合金球墨鑄鐵材料。
背景技術(shù)：
硫酸生產(chǎn)設(shè)備使用材料多為各種(合金)鑄鐵及合金鋼，但材料的抗腐蝕性均難以滿(mǎn)足使用要求，一些特殊合金雖然耐腐蝕性能較好，但生產(chǎn)工藝要求較高，多依賴(lài)進(jìn)口。為提高我國(guó)硫酸生產(chǎn)裝備的國(guó)產(chǎn)化水平，開(kāi)發(fā)一種抗腐蝕性能好，而價(jià)格又相對(duì)較低的新材料成為設(shè)備生產(chǎn)廠家的當(dāng)務(wù)之急。為此，我公司研究人員經(jīng)過(guò)1年多的試驗(yàn)研究，開(kāi)發(fā)出了一種耐硫酸腐蝕的合金球墨鑄鐵，即JSB系列合金球墨鑄鐵材料，該材料具有良好的抗?jié)饬蛩岣g性能，在120℃的98％硫酸中年腐蝕速率＜0.2mm，其抗腐蝕性能等級(jí)達(dá)到良好標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的機(jī)械性能和較低的價(jià)格，可更好地滿(mǎn)足硫酸生產(chǎn)廠的使用要求。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，成本低廉，耐硫酸腐蝕性及機(jī)械加工性能良好的耐硫酸腐蝕的合金球墨鑄鐵材料。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明之合金球墨鑄鐵材料含有下列成分C3.65～3.85％；Si2.6～3.0％；Cu1.5～2.5％；Mo0.5～1.0％；Mn0.1～0.3％；Cr0.3～0.5％；Ni1.0～1.5％；余量為鐵；并且P≤0.1％；S≤0.04％；該合金球墨鑄鐵材料以下列工序生產(chǎn)。
A、模具準(zhǔn)備首先做好零件的鑄造工藝圖紙，并準(zhǔn)備好所需工裝模具。
B、造型、制芯將所需鑄件模具放入砂箱內(nèi)，用樹(shù)脂砂將整個(gè)砂箱充填充實(shí)，并按鑄造工藝將澆注系統(tǒng)配置完善，待砂型自然硬化后，將模具取出，在型腔表面涂刷醇基石墨涂料，將其點(diǎn)燃，表面干燥后待用。根據(jù)鑄件形狀的不同，需配制的泥芯用樹(shù)脂砂充填芯盒內(nèi)，待自然干燥后備用。根據(jù)鑄件要求，將外型與型芯配制完善后合箱，準(zhǔn)備澆注。
C、配料及熔煉按如下比例做好原材料的配料球生鐵(Q18)65～75％，硅鐵(75SiFe)0.5～1.5％，Mn0.1～0.3％，Cu1.5～3.0％，Mo0.5～1.5％，Ni1.0～2.0％，Cr0.5～0.8％。依次往中頻電爐內(nèi)加入球生鐵、Cr、Mo、Ni、Cu，鐵水熔化溫度至1400～1450℃時(shí)出水。
D、澆注、球化及孕育處理用稀土鎂合金(FeSiMg8RE3)作為球化劑，其加入量為1.1～1.2％，以堤壩式包底沖入法加入；硅鐵(75SiFe)隨流孕育，鐵水出至2/3后停止出水，1～3分鐘后做二次沖入，出完整爐鐵水。球化、孕育處理完畢，扒渣2～3次后保持鐵水溫度在1380℃～1400℃澆鑄完畢，鑄件保溫8～24小時(shí)后開(kāi)箱清理打磨；E、熱處理加熱至920～940℃高溫石墨化退火，保溫3～4小時(shí)，600℃以下出爐空冷，之后升溫至500～600℃低溫回火，保溫1～3小時(shí)，出爐空冷，得到本發(fā)明耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料。
由于本發(fā)明采用Cr、Ni、Mo、Cu微合金化技術(shù)后，合金表面生成黑色光滑致密的Fe、Cr、Mo硫酸鹽復(fù)合保護(hù)膜，此外，由于Ni和Cu的存在使得這種保護(hù)膜更加堅(jiān)固、致密和穩(wěn)定，而普通耐酸鑄鐵和合金球墨鑄鐵的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜往往呈片狀脫落，所以JSB合金在高溫濃硫酸中的耐腐蝕性能更優(yōu)越。在120℃的98％硫酸中年腐蝕速率＜0.2mm，其抗腐蝕性能等級(jí)達(dá)到良好標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的機(jī)械性能和較低的價(jià)格，可更好地滿(mǎn)足硫酸生產(chǎn)廠的使用要求。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施列對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不對(duì)本發(fā)明作任何限制。
附圖為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明之JSB合金球墨鑄鐵材料含有下列成分C3.65～3.85％，Si2.6～3.0％，Cu1.5～2.5％，Mo0.5～1.0％，Mn0.1～0.3％，Cr0.3～0.5％，Ni1.0～1.5％，余量為鐵；并且P≤0.1％；S≤0.04％；該JSB合金球墨鑄鐵材料以下列工序生產(chǎn)A、模具準(zhǔn)備首先做好零件的鑄造工藝圖紙，并準(zhǔn)備好所需工裝模具。
B、造型、制芯將所需鑄件模具放入砂箱內(nèi)，用樹(shù)脂砂將整個(gè)砂箱充填充實(shí)，并按鑄造工藝將澆注系統(tǒng)配置完善，待砂型自然硬化后，將模具取出，在型腔表面涂刷醇基石墨涂料，將其點(diǎn)燃，表面干燥后待用。根據(jù)鑄件形狀的不同，需配制的泥芯用樹(shù)脂砂充填芯盒內(nèi)，待自然干燥后備用。根據(jù)鑄件要求，將外型與型芯配制完善后合箱，準(zhǔn)備澆注。
C、配料及熔煉按如下比例做好原材料的配料球生鐵(Q18)65～75％，硅鐵(75SiFe)0.5～1.5％，Mn0.1～0.3％，Cu1.5～3.0％，Mo0.5～1.5％，Ni1.0～2.0％，Cr0.5～0.8％。依次往中頻電爐內(nèi)加入球生鐵、Cr、Mo、Ni、Cu，鐵水熔化溫度至1400～1450℃時(shí)出水。
D、澆注、球化及孕育處理用稀土鎂合金(FeSiMg8RE3)作為球化劑，其加入量為1.1～1.2％，以堤壩式包底沖入法加入；硅鐵(75SiFe)隨流孕育，鐵水出至2/3后停止出水，1～3分鐘后做二次沖入，出完整爐鐵水。球化、孕育處理完畢，扒渣2～3次后保持鐵水溫度在1380℃～1400℃澆鑄完畢，鑄件保溫8～24小時(shí)后開(kāi)箱清理打磨；
E、熱處理加熱至920～940℃高溫石墨化退火，保溫3～4小時(shí)，600℃以下出爐空冷，之后升溫至500～600℃低溫回火，保溫1～3小時(shí)，出爐空冷，得到本發(fā)明耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料。
實(shí)施例1按下列配比進(jìn)行配料球生鐵(Q18)65％，硅鐵(75SiFe)0.5％，Mn0.1％，Cu1.5％，Mo0.5％，Ni1.0％，Cr0.5％。并將上述物料依次加入中頻電爐內(nèi)熔融，鐵水熔化溫度至1400～1450℃時(shí)出水。同時(shí)做好零件的鑄造工藝圖紙，并準(zhǔn)備好所需工裝模具，隨后將所需鑄件模具放入砂箱內(nèi)，用樹(shù)脂砂將整個(gè)砂箱充填充實(shí)，并按鑄造工藝將澆注系統(tǒng)配置完善，待砂型自然硬化后，將模具取出，在型腔表面涂刷醇基石墨涂料，將其點(diǎn)燃，表面干燥后待用。根據(jù)鑄件形狀的不同，需配制的泥芯用樹(shù)脂砂充填芯盒內(nèi)，待自然干燥后備用。根據(jù)鑄件要求，將外型與型芯配制完善后合箱，準(zhǔn)備澆注。用稀土鎂合金(FeSiMg8RE3)作為球化劑，其加入量為1.1％，以堤壩式包底沖入法加入；硅鐵(75SiFe)隨流孕育，鐵水出至2/3后停止出水，1～3分鐘后做二次沖入，出完整爐鐵水。球化、孕育處理完畢，扒渣2～3次后保持鐵水溫度在1380℃～1400℃澆鑄完畢，鑄件保溫8～24小時(shí)后開(kāi)箱清理打磨；加熱至920～940℃高溫石墨化退火，保溫3～4小時(shí)，600℃以下出爐空冷，之后升溫至500～600℃低溫回火，保溫1～3小時(shí)，出爐空冷，得到本發(fā)明耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料。其成品合金組成為C3.65％；Si2.6％；Cu1.5％；Mo0.5％；Mn0.1％；Cr0.3％；Ni1.0％；余量為鐵；并且P≤0.1％；S≤0.04％。耐硫酸腐蝕性能及機(jī)械加工性能良好。
實(shí)施例2按下列配比進(jìn)行配料球生鐵(Q18)75％，硅鐵(75SiFe)1.5％，Mn0.3％，Cu3.0％，Mo1.5％，Ni2.0％，Cr0.8％。并將上述物料依次加入中頻電爐內(nèi)熔融，鐵水熔化溫度至1400～1450℃時(shí)出水。并按實(shí)施例1相同的方式備模、造型和制芯；用稀土鎂合金(FeSiMg8RE3)作為球化劑，其加入量為1.2％，以堤壩式包底沖入法加入；硅鐵(75SiFe)隨流孕育，鐵水出至2/3后停止出水，1～3分鐘后做二次沖入，出完整爐鐵水。再經(jīng)球化、孕育處理、清理打磨后，加熱至920～940℃高溫石墨化退火，保溫3～4小時(shí)，600℃以下出爐空冷，之后升溫至500～600℃低溫回火，保溫1～3小時(shí)，出爐空冷，得到本發(fā)明耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料。其成品合金組成為C3.85％，Si3.0％，Cu2.5％，Mo1.0％，Mn0.3％，Cr0.5％，Ni1.5％，余量為鐵；并且P≤0.1％；S≤0.04％。耐硫酸腐蝕性能及機(jī)械加工性能良好。
實(shí)施例3按下列配比進(jìn)行配料球生鐵(Q18)70％，硅鐵(75SiFe)1.0％，Mn0.2％，Cu2.0％，Mo1.0％，Ni1.5％，Cr0.65％。并將上述物料依次加入中頻電爐內(nèi)熔融，鐵水熔化溫度至1400～1450℃時(shí)出水。并按實(shí)施例1相同的方式備模、造型和制芯；用稀土鎂合金(FeSiMg8RE3)作為球化劑，其加入量為1.15％，以堤壩式包底沖入法加入；硅鐵(75SiFe)隨流孕育，鐵水出至2/3后停止出水，1～3分鐘后做二次沖入，出完整爐鐵水。再經(jīng)球化、孕育處理、清理打磨后，加熱至920～940℃高溫石墨化退火，保溫3～4小時(shí)，600℃以下出爐空冷，之后升溫至500～600℃低溫回火，保溫1～3小時(shí)，出爐空冷，得到本發(fā)明耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料。其成品合金組成為C3.75％，Si2.8％，Cu2.0％，Mo0.8％，Mn0.2％，Cr0.8％，Ni1.2％，余量為鐵；并且P≤0.1％；S≤0.04％。耐硫酸腐蝕性能及機(jī)械加工性能良好。
本發(fā)明的合金材料性能與特點(diǎn)1、耐腐蝕性能良好。
2、機(jī)械性能好。
經(jīng)正火+低溫回火處理的JSB合金其力學(xué)性能見(jiàn)下表

3、性?xún)r(jià)比高。
采用微量的少量Cr、Ni、Mo、Cu改性和微合金化，其生產(chǎn)工藝與普通球墨鑄鐵基本相同。價(jià)格約為9000元/噸，僅為同等耐腐蝕材料價(jià)格的25％左右。
JSB合金具有良好的耐腐蝕性能和綜合機(jī)械性能，并具有較高的性能價(jià)格比，其推廣應(yīng)用必取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料，其特征是含有下列成分C3.65-3.85％，Si2.6-3.0％，Cu1.5-2.5％，Mo0.5-1.0％，Mn0.1-0.3％，Cr0.3-0.5％，Ni1.0-1.5％，余量為鐵；并且P 0.1％，S 0.04％。
2.一種耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料，其特征是所述的JSB合金球墨鑄鐵材料以下列工序生產(chǎn)A、備模首先做好零件的鑄造工藝圖紙，并準(zhǔn)備好所需工裝模具。B、造型、制芯將所需鑄件模具放入砂箱內(nèi)，用樹(shù)脂砂將整個(gè)砂箱充填充實(shí)，并按鑄造工藝將澆注系統(tǒng)配置完善，待砂型自然硬化后，將模具取出，在型腔表面涂刷醇基石墨涂料，將其點(diǎn)燃，表面干燥后待用。根據(jù)鑄件形狀的不同，需配制的泥芯用樹(shù)脂砂充填芯盒內(nèi)，待自然干燥后備用。根據(jù)鑄件要求，將外型與型芯配制完善后合箱，準(zhǔn)備澆注。C、配料及熔煉按如下比例做好原材料的配料球生鐵(Q18)65～75％，硅鐵(75SiFe)0.5～1.5％，Mn0.1～0.3％，Cu1.5～3.0％，Mo0.5～1.5％，Ni1.0～2.0％，Cr0.5～0.8％；依次往中頻電爐內(nèi)加入球生鐵、Cr、Mo、Ni、Cu，鐵水熔化溫度至1400～1450℃時(shí)出水。D、澆注、球化及孕育處理用稀土鎂合金(FeSiMg8RE3)作為球化劑，其加入量為1.1～1.2％，以堤壩式包底沖入法加入；硅鐵(75SiFe)隨流孕育，鐵水出至2/3后停止出水，1～3分鐘后做二次沖入，出完整爐鐵水。球化、孕育處理完畢，扒渣2～3次后保持鐵水溫度在1380℃～1400℃澆鑄完畢，鑄件保溫8～24小時(shí)后開(kāi)箱清理打磨；E、熱處理加熱至920～940℃高溫石墨化退火，保溫3～4小時(shí)，600℃以下出爐空冷，之后升溫至500～600℃低溫回火，保溫1～3小時(shí)，出爐空冷，得到本發(fā)明耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種耐硫酸腐蝕的JSB合金球墨鑄鐵材料，其含有下列成分C 3.65－3.85％，Si 2.6－ 3.0％，Cu 1.5－2.5％，Mo 0.5－1.0％，Mn 0.1－0.3％，Cr 0.3－0.5％，Ni 1.0－1.5％，余量為鐵；并且P 0.1％，S 0.04％；所述的JSB合金球墨鑄鐵材料通過(guò)備模、配料、造型、制芯與熔煉、澆注、球化及孕育處理以及高溫石墨化退火、低溫回火熱處理工序制得。本發(fā)明JSB合金球墨鑄鐵材料耐硫酸腐蝕性能、機(jī)械加工性能良好，在硫酸溶液中年腐蝕率小于0.2mm。
文檔編號(hào)C22C33/08GK1840722SQ20061001062
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2006年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月11日
發(fā)明者洪文燦 申請(qǐng)人:昆明嘉和泵業(yè)有限公司