專利名稱：高硅耐腐蝕鑄鐵及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄鐵，特別涉及一種高硅耐腐蝕鑄鐵。本發(fā)明還涉及該鑄鐵的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，高硅耐腐蝕鑄鐵的適用范圍越來越廣，其主要用途有離心機、潛水泵、化工設(shè)備、閥門、旋塞、塔罐、管道配件、低壓容器、輔助陽極鑄件等。傳統(tǒng)的高硅耐腐蝕鑄鐵雖然能在腐蝕介質(zhì)中工作，但其由于含硅量高，因而鑄鐵中常出現(xiàn)氣孔、松縮等缺陷；而且該種鑄鐵的導(dǎo)熱性能比較差，收縮率達，易產(chǎn)生開裂。這些缺陷都導(dǎo)致高硅耐腐蝕鑄鐵的使用壽命比較短。同時，現(xiàn)有的高硅耐腐蝕鑄鐵的力學(xué)性能及切削性能比較差，無法滿足現(xiàn)代化的工作需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的鑄鐵存在的缺陷，提供一種高硅耐腐蝕鑄鐵，在保證鑄鐵的耐腐蝕性的同時，增加鑄鐵的使用壽命。本發(fā)明進一步要解決的技術(shù)問題在于提供該鑄鐵的制造方法。為了達到上述目的，本發(fā)明的高硅耐腐蝕鑄鐵采用的技術(shù)方案為
高硅耐腐蝕鑄鐵，其特征在于按重量百分比由如下組分組成C :0. 8-1. 0% ；Si 14. 3-14. 5% ；Mn 1. 0-1. 5% ；Cu 1. 5-2. 0% ；Cr 1. 2-2. 2% ；Mo 0. 4-0. 5% ；稀土元素 0. 05-0. 1% ；余量為Fe ；其中，P的含量在0. 1%以內(nèi)，S的含量在0. 1%以內(nèi)。下面對鑄鐵中的組分及其含量范圍對鑄鐵性能的影響進行說明
Si =Si的含量低于14. 3%時，鑄鐵的強度會得到增加，但是耐腐蝕性會降低；而Si的含量高于14. 5%時，雖然鑄鐵的耐腐蝕性得到提高，但鑄鐵的脆性增加。Mn =Mn在鑄鐵中的含量范圍受到C的含量的限制。在C含量為0. 8-1. 0%的基礎(chǔ)上，將Mn的含量設(shè)定為1. 0-1. 5%，能改善鑄鐵在常溫下的脆性，但是Mn含量超出1. 5%時， 雖然鑄鐵的強度、硬度增加，但是塑性和韌性降低；Mn含量低于1. 0%時，則基本不會對鑄鐵帶來影響。S :S在高硅鑄鐵中是是有害元素。能降低鑄鐵的強度，促進鑄鐵的收縮，并引起鑄鐵的過硬和裂紋形成。S的含量應(yīng)控制在0.1%以內(nèi)。P :P在高硅鑄鐵中也是有害元素。P含量的增高會使鑄鐵的縮孔、縮松以及使鑄鐵的開裂傾向增加，同時，本發(fā)明的鑄鐵中使用了 Mo，此時P的存在會導(dǎo)致P- Mo四元共晶，增加鑄鐵的脆性。因而P的含量應(yīng)控制在0.1%以內(nèi)。Cu 在鑄鐵中加入Cu，可以細化和改善石墨的均勻分布，既能降低鑄鐵的白口傾向，又能降低奧氏體轉(zhuǎn)變臨界溫度，細化和增加進珠光體，對斷面敏感性有有利影響。Cu的含量在1. 5%以下時，對鑄鐵基本不會帶來影響，而Cu的含量在2. 0%以上時，鑄鐵的硬度明顯降低。
在鑄鐵中，按重量百分比使Cr的含量達到1. 2-2. 2%、Mo的含量達到0. 4-0. 5%，這兩種元素與Si配合，可以提高鑄鐵的耐腐蝕性；在鑄鐵中加入0. 05-0. 1的稀土元素，不但能消除鑄鐵中鈦、銻、鉍、砷、錫、鉛等微量元素對球化的不良影響，并明顯減少球鐵縮松、夾渣、皮下氣孔等缺陷，還可以提高鑄鐵的力學(xué)性能，改善切削性能。為了制備該鑄鐵，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包含如下工序
(1)原料配制工序按重量份數(shù)配置爐料，爐料包含20-30份Z14#生鐵、50-60份廢鋼、17. 5-21. 5份75#硅鐵、1. 2-1. 7份錳鐵合金、3. 0-4. 0份鉻鐵合金、1. 6-2. 2份純銅、 0. 4-0. 5份鉬鐵合金、0. 08-0. 15份稀土鐵合金；還按重量份數(shù)配置0. 5-1. 0份孕育劑；
(2)熔煉、冶煉工序在熔爐中熔化爐料，原料全部熔化后，調(diào)整元素成分，然后升溫至 1480-1500°C出爐；
(3)孕育工序鐵液出爐后，將配置好的孕育劑倒入鐵液中，并在鐵液表面覆蓋珍珠巖靜置2-3分鐘，孕育之后即可以澆注。為克服高硅耐腐蝕鑄鐵導(dǎo)熱性差，收縮率大，易產(chǎn)生開裂的缺陷，作為本技術(shù)方案的一種優(yōu)選，在工序(3)之后，還有
(4)退火工序使?jié)沧⒌蔫T件的溫度降至720°C-770°C，將鑄件從砂型中取出，放入預(yù)熱至770°C的熱處理爐內(nèi)，重新加熱至850°C _900°C保溫2_4小時，然后以30°C /h的速率冷至室溫出爐。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明高硅耐腐蝕鑄鐵做進一步的說明。在以下實施例中，如無特殊說明，所有份數(shù)與百分比均按重量計算。首先對在以下實施例中使用的原料的組分進行說明，但下述原料的組分、含量并不作為對本發(fā)明的限制
Z14# 生鐵=C 4. 19% ；Si 1. 46% ；Mn :0. 76% ；P :0. 04% ；S :0. 036%。廢鋼:C:0. 15% ；Si 0. 35% ；Mn :0. 05% ；P :0. 05% ；S :0. 05%。75#硅鐵=Si 75%，余量為 Fe。錳鐵合金Mn :65%，余量為佝。鉻鐵合金Cr :50%，余量為佝。鉬鐵合金Mo :60%，余量為Fe。稀土鐵合金稀土元素95%，余量為！^ ；其中的稀土元素包含Ce :45%,La:17%, Pr :6%, Nd :27%。在以下實施例中，使用75#硅鐵作為孕育劑。實施例1
(1)配置爐料，爐料包含20份Z14#生鐵、50份廢鋼、17.5份75#硅鐵、1. 2份錳鐵合金、3. 0份鉻鐵合金、1. 6份純銅、0. 4份鉬鐵合金、0. 08份稀土鐵合金；同時還配置0. 5份孕育劑；
(2)在熔爐中熔化爐料，原料全部熔化后，調(diào)整元素成分，然后升溫至1482°C出爐；
(3)鐵液出爐后，將配置好的孕育劑倒入鐵液中，并在鐵液表面覆蓋珍珠巖靜置2分鐘，孕育之后澆注。
由此得到的鑄鐵由如下組分組成C :0. 8% ；Si 14. 3% ；Mn 1. 0% ；Cu 1. 5% ；Cr 1. 2% ；Mo 0. 4% ；稀土元素0. 05% ；余量為Fe ；其中，P的含量為0. 03%, S的含量為0. 01%。實施例2
(1)配置爐料，爐料包含25份Z14#生鐵、55份廢鋼、19.5份75#硅鐵、1. 3份錳鐵合金、3. 4份鉻鐵合金、1. 7份純銅、0. 46份鉬鐵合金、0. 1份稀土鐵合金；同時還配置0. 6份孕育劑；
(2)在熔爐中熔化爐料，原料全部熔化后，調(diào)整元素成分，然后升溫至1490°C出爐；
(3)鐵液出爐后，將配置好的孕育劑倒入鐵液中，并在鐵液表面覆蓋珍珠巖靜置2.5分鐘，孕育之后澆注。由此得到的鑄鐵包含如下組分C:0. 9% ；Si 14. 4% ；Mn :1. 3% ；Cu :1. 7% ；Cr
1.8% ；Mo 0. 45% ；稀土元素0. 08% ；余量為！^e ；其中，P的含量為0. 05%, S的含量控制在 0. 03%。實施例3
(1)配置爐料，爐料包含30份Z14#生鐵、60份廢鋼、21.5份75#硅鐵、1. 7份錳鐵合金、4. 0份鉻鐵合金、2. 2份純銅、0. 5份鉬鐵合金、0. 15份稀土鐵合金；同時還配置1. 0份孕育劑；
(2)在熔爐中熔化爐料，原料全部熔化后，調(diào)整元素成分，然后升溫至1500°C出爐；
(3)鐵液出爐后，將配置好的孕育劑倒入鐵液中，并在鐵液表面覆蓋珍珠巖靜置3分鐘，孕育之后澆注。由此得到的鑄鐵由如下組分組成C 1. 0% ；Si 14. 5% ；Mn 1. 5% ；Cu :2. 0% ；Cr
2.2% ；Mo 0. 5% ；稀土元素0. 1% ；余量為Fe ；其中，P的含量為0. 08%, S的含量為0. 09%。
在以上實施例中，必須將雜質(zhì)P、S的含量控制在0. 1%以內(nèi)，消除其對鑄鐵帶來的
有害影響。將上述實施例的鑄鐵按照GB/T 8491-1987標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，得到各種技術(shù)指標(biāo)如下
實施例1 抗彎強度:195MP ；硬度:350HBV ；撓度0. 66f/mm。實施例2 抗彎強度200MP ；硬度380HBV ；撓度0. 68f/mm。實施例2 抗彎強度210MP ；硬度400HBV ；撓度0. 72f/mm。由上述數(shù)據(jù)可以得知，本發(fā)明的鑄鐵不但具有很高的耐腐蝕性能，并且鑄鐵件的壽命也得到增加。上面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做了詳盡的說明，但本發(fā)明并不限于此。任何本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在所具備的知識范圍內(nèi)，在不違背本發(fā)明宗旨的前提下，可以對本發(fā)明作出各種變形與修改。
權(quán)利要求
1.高硅耐腐蝕鑄鐵，其特征在于按重量百分比由如下組分組成c:0. 8-1. 0% ；Si 14. 3-14. 5% ；Mn 1. 0-1. 5% ；Cu 1. 5-2. 0% ；Cr 1. 2-2. 2% ；Mo 0. 4-0. 5% ；稀土元素 0. 05-0. 1% ；余量為Fe ；其中，P的含量在0. 1%以內(nèi)，S的含量在0. 1%以內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硅耐腐蝕鑄鐵，其特征在于鑄鐵中的組分按重量百分比的含量為:C :0. 9% ；Si 14. 4% ；Mn :1. 3% ；Cu :1. 7% ；Cr :1. 8% ；Mo :0. 45% ；稀土元素0. 08% ； 余量為!^e ；其中，P的含量為0. 05%, S的含量控制在0. 03%。
3.制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硅耐腐蝕鑄鐵的方法，其特征在于包含如下工序(1)原料配制工序按重量份數(shù)配置爐料，爐料包含20-30份Z14#生鐵、50-60份廢鋼、17. 5-21. 5份75#硅鐵、1. 2-1. 7份錳鐵合金、3. 0-4. 0份鉻鐵合金、1. 6-2. 2份純銅、 0. 4-0. 5份鉬鐵合金、0. 08-0. 15份稀土鐵合金；還按重量份數(shù)配置0. 5-1. 0份孕育劑；(2)熔煉、冶煉工序在熔爐中熔化爐料，原料全部熔化后，調(diào)整元素成分，然后升溫至 1480-1500°C出爐；(3)孕育工序鐵液出爐后，將配置好的孕育劑倒入鐵液中，并在鐵液表面覆蓋珍珠巖靜置2-3分鐘，孕育之后澆注。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在工序(3)，珍珠巖的加入量為根據(jù)鐵液的重量百分比的1力％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在工序(3)之后，還有(4)退火工序使?jié)沧⒌蔫T件的溫度降至720°C-770°C，將鑄件從砂型中取出，放入預(yù)熱至770°C的熱處理爐內(nèi)，重新加熱至850°C -900°C保溫2_4小時，然后以30°C /h的速率冷至室溫出爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項所述的方法，其特征在于所述方法采用的熔爐是中頻感應(yīng)電爐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于在工序(2)，先在電爐中從下往上依次加入Z14#生鐵、廢鋼；先以40%功率開爐，5分鐘之后將電爐功率升至90% ；在爐料熔化過程中不斷添加廢鋼、75#硅鐵、錳鐵合金、鉻鐵合金、純銅、鉬鐵合金、稀土鐵合金，將所配置的爐料全部熔化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高硅耐腐蝕鑄鐵，按重量百分比包含如下組分C0.8-1.0%；Si14.3-14.5%；Mn1.0-1.5%；Cu1.5-2.0%；Cr1.2-2.2%；Mo0.4-0.5%；稀土元素0.05-0.1%；余量為Fe；其中，P的含量在0.1%以內(nèi)，S的含量在0.1%以內(nèi)。本發(fā)明還涉及該鑄鐵的制造方法。
文檔編號C22C37/10GK102260818SQ201110205158
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者吳明金, 孫述全 申請人:蕪湖市金貿(mào)流體科技股份有限公司