專利名稱：稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土合金白口鑄鐵耐磨微球，適用于低沖擊磨料磨損條件下的研 磨體，如小尺寸磨球，磨段等。
背景技術(shù)：
耐磨微球是用于粉體工程的一種輾磨介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于磁材、水泥及超細(xì)粉加工 等行業(yè)，僅國(guó)內(nèi)年耗量達(dá)幾十萬(wàn)噸，為了提高耐磨微球、鑄段的硬度及綜合機(jī)械性能，降低 在使用中的消耗，各生產(chǎn)企業(yè)及科研單位均在不斷地探索和研發(fā)新產(chǎn)品和新工藝，并開(kāi)發(fā) 出了高鉻合金鑄鐵耐磨微球、中鉻合金鑄鐵耐磨微球、低鉻合金鑄鐵耐磨微球、合金鋼軋制 耐磨微球等，盡管這些產(chǎn)品已被用戶接受，但各自都存在嚴(yán)重的不足之處，高鉻合金鑄鐵耐 磨微球經(jīng)淬火處理后硬度高，綜合機(jī)械性能好，在使用中消耗低，但鉻含量高(> 10 ，消 耗國(guó)家鉻資源，同時(shí)采用砂型鑄造或臘模鑄造，造成環(huán)境污染，工藝出品率低(以<2 IOmm微 球?yàn)槔?，工藝出品?lt; 35% )，能耗高；中鉻合金鑄鐵耐磨微球和低鉻合金鑄鐵耐磨微球硬 度低，在使用中消耗高，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中與高鉻合金鑄鐵耐磨微球相同，砂型鑄造或臘模 鑄造，污染環(huán)境，出品率低(以<2 IOmm微球?yàn)槔?，工藝出品?lt;35%)，能耗高；合金鋼軋制 耐磨微球生產(chǎn)效力低，能耗高，成本高，在使用中消耗高，為此，研發(fā)一種資源節(jié)約型，環(huán)境 友好型的新一代耐磨微球勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，鑄造的微球硬度高，使用 中消耗低，與高鉻合金鑄鐵耐磨微球同等，可完全取代現(xiàn)有市場(chǎng)上銷(xiāo)售的所有金屬耐磨微 球。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于稀土新材料合金白口鑄 鐵耐磨微球中含有化學(xué)成份的重量百分比為=C 3. 5-3. 9，Cr :1· 0-3. 0，Si :0· 3-0. 9，Mn 0. 4-0. 8，S 彡 0. 09，P 彡 0. 09，其余為 Fe。所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金 白口鑄鐵耐磨微球在鑄造過(guò)程中，在鐵水中加入重稀土變質(zhì)劑處理，重稀土變質(zhì)劑加入量 為鐵水重量的0. 5-1.2%。所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料 合金白口鑄鐵耐磨微球是通過(guò)金屬型離心鑄造成型工藝生產(chǎn)，然后通過(guò)余熱回火或 180°C _270°C低溫回火后直接使用。所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金 白口鑄鐵耐磨微球規(guī)格為<2 6、<2 8、<2 10、<2 12.7、<2 15、<2 17、<2 20、<2 25。所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金 白口鑄鐵耐磨微球采用的金屬型離心模具，型腔成多組合放射形串聯(lián)排列。
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所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金 白口鑄鐵耐磨微球采用的重稀土變質(zhì)劑是龍南縣龍釔重稀土材料有限責(zé)任公司生產(chǎn)的 釔基重稀土抗磨合金鑄鐵變質(zhì)劑，該變質(zhì)劑的化學(xué)成分重量％為RE5-60% Si5-50%, Ti2-15%, BO-IO%, MgO-IO%, A10-20%, NbO-15%, V0-15%, CaO. 5-15%, BaO-15%, Y 為 RE 重量的 40-99. 9% La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu 為 RE 重量的 0-60%， 余量為鐵。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的 稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球外形為球狀，各規(guī)格尺寸通過(guò)金屬模型腔控制，直徑公 差為士 1mm。所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球中還不可避免含有雜質(zhì)成分。本發(fā)明是在低鉻合金鑄鐵耐磨微球的基礎(chǔ)上提高碳的含量、在鐵水中加入
0.5-1. 2%的重稀土變質(zhì)劑、而后采用全金屬模離心鑄造激冷工藝成型，提供了一種稀土新 材料合金白口鑄鐵耐磨微球。本發(fā)明微球材料，采用中頻電爐熔煉，原材料采用優(yōu)質(zhì)煉鋼生鐵、優(yōu)質(zhì)廢鋼，采用 鉻鐵、錳鐵、硅鐵進(jìn)行調(diào)質(zhì)，鐵水中各化學(xué)成分符合鑄鐵耐磨微球材料的要求后，將重稀土 做變質(zhì)劑直接加入鐵水包中，然后用于向金屬型中澆鑄，生產(chǎn)耐磨微球。本發(fā)明中各化學(xué)成分的含量均經(jīng)過(guò)了科學(xué)論證與研究C 3. 5-3. 9%碳的作用是形成高硬度的碳化物，從而獲得良好的耐磨性，隨著碳含量的增加，碳 化物隨之增多，產(chǎn)品硬度也隨之提高，從而提高了耐磨性，碳含量過(guò)高，材料韌性下降。Cr 1. 0-3. 0%鉻的主要作用是與碳形成高硬度的鉻系碳化物，提高材料的耐磨性。Mn 0. 4-0. 8%錳的作用是提高材料鑄態(tài)白口化程度，脫硫、脫氧?？刂芐i 0. 3-0. 9%, S^O. 09%, P^O. 09% g的在于減少它們對(duì)材料韌性和硬
度的影響。釔基重稀土作為變質(zhì)劑使用，能有效地細(xì)化晶粒、強(qiáng)化基體、改善碳化物形態(tài)和分布，可減少 耐磨微球合金加入量，降低生產(chǎn)成本，可明顯提高材料的沖擊韌性、強(qiáng)度和耐磨性，從而延 長(zhǎng)耐磨合金的服役壽命，全面提高材料使用性能，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明材料鑄造耐磨微球出品率高(以<2 IOmm微球?yàn)槔?，工藝出品?lt; 75%，與 現(xiàn)有已知的鑄造耐磨微球相比節(jié)電50% )，全金屬型鑄造，無(wú)污染，合金含量低，節(jié)約合金 資源，產(chǎn)品硬度高，使用中消耗低，與高鉻合金鑄鐵耐磨微球同等，可完全取代現(xiàn)有市場(chǎng)上 銷(xiāo)售的所有金屬耐磨微球。
具體實(shí)施例方式1.將備好的生鐵、廢鋼、鉻鐵按設(shè)定的化學(xué)成份百分含量(C:3.5_3.9，Cr
1.0-3. 0，Si 0. 3-0. 9，Mn :0· 4-0. 8，S彡0· 09，P彡0· 09，基質(zhì)為鐵)進(jìn)行配料，并裝入中頻 電爐中進(jìn)行熔煉，待材料完全熔化后做爐前分析，而后進(jìn)行調(diào)質(zhì)。
2.鐵水成份合格并達(dá)到工藝規(guī)定的澆注溫度后出爐，將鐵水倒入事先準(zhǔn)備好的大 鐵水包中并運(yùn)送到澆注現(xiàn)場(chǎng)，由澆注工用小鐵水包轉(zhuǎn)接澆注。大鐵水包在承接鐵水之前必須烘干并將準(zhǔn)備好的重稀土變質(zhì)劑放于大鐵水包底 并用薄鐵板蓋上，而后倒入鐵水并用鐵釬攪拌，使重稀土變質(zhì)劑充分與鐵水接觸。重稀土 變質(zhì)劑加入量為鐵水重量的0. 5-1. 2%，優(yōu)選為0. 7%。稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微 球采用的重稀土變質(zhì)劑是龍南縣龍釔重稀土材料有限責(zé)任公司生產(chǎn)的釔基重稀土抗磨合 金鑄鐵變質(zhì)劑，該變質(zhì)劑的化學(xué)成分重量％為RE5-60% Si5-50%, Ti2-15%, BO-IO%, MgO-IO%, Α10-20%, Nb0-15%, V0-15%, CaO. 5-15%，BaO-15%，Y 為 RE 重量的 40-99. 9% La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu 為 RE 重量的 0-60%，余量為鐵。3.采用金屬型離心鑄造成型工藝鑄造，在澆注前先開(kāi)啟離心機(jī)，對(duì)準(zhǔn)金屬型模具 澆注口進(jìn)行澆注，待澆注結(jié)束鐵液凝固后關(guān)停離心機(jī)打開(kāi)模具，取出產(chǎn)品并堆放進(jìn)入緩冷 坑緩冷，以減少產(chǎn)品的鑄造應(yīng)力，離心模具進(jìn)入冷卻池冷卻，待模具溫度小于100°C時(shí)，由澆 注工取出并將下半模放入離心機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)上而后合上半模準(zhǔn)備下次澆注。4.當(dāng)產(chǎn)品緩冷到50°C以下時(shí)出坑由人工分選，合格產(chǎn)品進(jìn)入拋光機(jī)拋光，而后包 裝待發(fā)。
權(quán)利要求
一種稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球中含有化學(xué)成份的重量百分比為C3.5 3.9，Cr1.0 3.0，Si0.3 0.9，Mn0.4 0.8，S≤0.09，P≤0.09，其余為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀 土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球在鑄造過(guò)程中，在鐵水中加入重稀土變質(zhì)劑處理，重稀土 變質(zhì)劑加入量為鐵水重量的0. 5-1. 2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀 土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球是通過(guò)金屬型離心鑄造成型工藝生產(chǎn)，然后通過(guò)余熱回火 或180°C -270°C低溫回火后直接使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀 土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球規(guī)格為<2 6、<2 8、<2 10、<2 12.7、<2 15、<2 17、<2 20、<2 25。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀 土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球采用的金屬型離心模具，型腔成多組合放射形串聯(lián)排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀 土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球采用的重稀土變質(zhì)劑是龍南縣龍釔重稀土材料有限責(zé)任 公司生產(chǎn)的釔基重稀土抗磨合金鑄鐵變質(zhì)劑，該變質(zhì)劑的化學(xué)成分重量％為RE5-60% Si5-50 %，Τ 2-15 %，B0-10 %，MgO-IO %，A10-20 %，NbO-15 %，VO-15 %，CaO. 5-15 %， Ba0-15%，Y 為 RE 重量的 40-99. 9% La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu 為 RE 重量的0-60%，余量為鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，其特征在于所述的稀土 新材料合金白口鑄鐵耐磨微球外形為球狀，各規(guī)格尺寸通過(guò)金屬模型腔控制，直徑公差為 士 Imm0
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球，稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球中含有化學(xué)成份的重量百分比為C3.5-3.9，Cr1.0-3.0，Si0.3-0.9，Mn0.4-0.8，S≤0.09，P≤0.09，其余為Fe。在鑄造過(guò)程中，在鐵水中加入釔基重稀土抗磨合金鑄鐵變質(zhì)劑，加入量為鐵水重量的0.5-1.2％。本發(fā)明耐磨微球，采用中頻電爐熔煉，原材料采用優(yōu)質(zhì)煉鋼生鐵、優(yōu)質(zhì)廢鋼，采用鉻鐵、錳鐵、硅鐵進(jìn)行調(diào)質(zhì)，鐵水中各化學(xué)成分符合稀土新材料合金白口鑄鐵耐磨微球的要求后，將釔基重稀土抗磨合金鑄鐵變質(zhì)劑直接加入鐵水包中，然后用金屬型離心澆鑄，生產(chǎn)耐磨微球。
文檔編號(hào)C21D9/00GK101914719SQ20091025147
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者周元行 申請(qǐng)人:寧國(guó)市南洋鐵球有限公司