CN108359882A - 一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁及其加工工艺，涉及耐磨钢球原料铸铁加工生产领域。本发明中：包括以下原料以及原料所占重量百分比：Al：2.5%～3.5%，Si:2.5%～3.5%，C：3.7～4.1％，Cr：19～22％，Ba：0.96～1.27％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.75％，其余为Fe；其中Al与Si的重量比值：Al:Si>1.1。本发明通过对耐磨铸铁中的硅、铝合金原料进行添加和配比调整，保证了铸铁在成型过程中的淬透性和耐热性，也保证了相应晶体间的紧密性，从而防止铸铁工件在进行后续的加工生产过程中的起皮、脱落现象的发生。

Description

一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁及其加工工艺
技术领域
本发明涉及耐磨钢球原料铸铁加工生产领域，尤其涉及一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁及其加工工艺。
背景技术
耐磨钢球是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料。耐磨钢球的加工生产离不开圆钢或钢棒工件的供给，在钢棒工件进行相应的钢球加工过程中，钢棒本身的晶体组分以及耐高温性质，决定了钢球生产成型时的理化性质。在经高温处理时，钢棒本身受到高温导致表层晶体结构破坏，使得刚体表皮发生脱皮，使得钢棒工件本体发生微龟裂、微落疤情况，导致后续加工生产出来的钢球表面不够光滑，降低了耐磨钢球的耐磨性、降低了物料的加工效率，若要解决这一问题，就需要从钢棒工件本身的加工进行调整，从而保证钢棒工件良好的耐高温等理化性质。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁及其加工工艺，从而防止铸铁工件在进行后续的加工生产过程中的起皮、脱落现象的发生，保证了后续加工生产出来的耐磨钢球的良好的耐磨性质。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁，包括以下原料以及原料所占重量百分比：Al：2.5%～3.5%，Si:2.5%～3.5%，C：3.7～4.1％，Cr：19～22％，Ba：0.96～1.27％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.75％，其余为Fe；其中Al与Si的重量比值：Al:Si>1.1。
其中，Al：3.3%，Si:2.7%，C：4.0％，Cr：20.8％，Ba：1.15％，V：0.038％，Nb：0.58％，其余为Fe。
其中，由Al、Si和相应元素反应生成的化合物形态包括：、、。
其中，由Si和相应元素反应生成的化合物形态包括：、、。
一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁加工工艺：
第一步，将各成分重量百分比如下：Al：2.5%～3.5%，Si:2.5%～3.5%，C：3.7～4.1％，Cr：19～22％，Ba：0.96～1.27％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.75％，其余为Fe，熔炼为均匀混合的铁液；第二步，将第一步形成的熔炼铁液注入铸模模具内，并在铸模模具的外部进行喷水冷却，待铸模模具内的铁液呈现黏稠状，停止对铸模模具外部的喷水冷却；第三步，待铸模模具内的铸件成型，将成型铸件进行热处理，将铸件加热至1000～1100℃，在铸件热处理前，将热处理设备内腔抽成真空，保持铸件热处理的无氧环境；第四步，将热处理后的铸件进行相应的淬火冷却，淬火冷却后进行2～3小时的空气冷却，完成硅铝合金耐磨铸铁加工操作。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过对耐磨铸铁中的硅、铝合金原料进行添加和配比调整，保证了铸铁在成型过程中的淬透性和耐热性，也保证了相应晶体间的紧密性，从而防止铸铁工件在进行后续的加工生产过程中的起皮、脱落现象的发生，保证了后续加工生产出来的耐磨钢球的良好的耐磨性质。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例一：
本发明为一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁，包括以下原料以及原料所占重量百分比：Al：2.5%～3.5%，Si:2.5%～3.5%，C：3.7～4.1％，Cr：19～22％，Ba：0.96～1.27％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.75％，其余为Fe；其中Al与Si的重量比值：Al:Si>1.1。
进一步的，Al：3.3%，Si:2.7%，C：4.0％，Cr：20.8％，Ba：1.15％，V：0.038％，Nb：0.58％，其余为Fe。
进一步的，由Al、Si和相应元素反应生成的化合物形态包括：、、。
进一步的，由Si和相应元素反应生成的化合物形态包括：、、。
一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁加工工艺：
第一步，将各成分重量百分比如下：Al：2.5%～3.5%，Si:2.5%～3.5%，C：3.7～4.1％，Cr：19～22％，Ba：0.96～1.27％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.75％，其余为Fe，熔炼为均匀混合的铁液；第二步，将第一步形成的熔炼铁液注入铸模模具内，并在铸模模具的外部进行喷水冷却，待铸模模具内的铁液呈现黏稠状，停止对铸模模具外部的喷水冷却；第三步，待铸模模具内的铸件成型，将成型铸件进行热处理，将铸件加热至1000～1100℃，在铸件热处理前，将热处理设备内腔抽成真空，保持铸件热处理的无氧环境；第四步，将热处理后的铸件进行相应的淬火冷却，淬火冷却后进行2～3小时的空气冷却，完成硅铝合金耐磨铸铁加工操作。
具体实施例二：
Al当钢中其含量小于3～5%时，是一有益的元素，Al在其作用是：高的抗氧化性和电阻。
作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中；当含Al＜10%、温度＜1200℃，可阻止钢加热时的晶粒长大和改善钢的淬透性，这些氧化物成为结晶的中心，在钢冷却时又对Al体分解起促进作用。
Al作为合金元素，有助于钢铸件的氮化，因而可提高钢的热稳定性。所以Al本身在加热时具有高稳定性，有利于减弱钢的过热倾向。
Si的氧化物是尖晶石类型的组织，其晶格常数与α-Fe、γ-Fe区别小。其氧化物与金属分界处的晶胞之间就紧密而强固地结合在一起，氧化皮紧密地被贴在金属上，甚至在高温下也不剥落，从而使得钢铸件具有很强的抗氧化性和耐热性能。
具体实施例三：
通过检测试验对采用本发明配方、工艺加工出来的耐磨铸铁与传统配方、工艺加工出来的的耐磨铸铁进行对比分析。
表格一：采用传统传统配方、工艺加工出来的的耐磨铸铁。
铸铁钢棒直径/mm 表层脱落率
90 0.59%
120 0.43%
140 0.36%
表格二：采用本发明配方、工艺加工出来的耐磨铸铁。
铸铁钢棒直径/mm 表层脱落率
90 0.21%
120 0.13%
140 0.08%
从上述检测试验数据可以看出，采用本发明配方、工艺加工出来的耐磨铸铁的品质显著高于采用传统传统配方、工艺加工出来的的耐磨铸铁。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁，其特征在于，包括以下原料以及原料所占重量百分比：
Al：2.5%～3.5%，Si:2.5%～3.5%，C：3.7～4.1％，Cr：19～22％，Ba：0.96～1.27％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.75％，其余为Fe；
其中Al与Si的重量比值：Al:Si>1.1。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁，其特征在于，原料的重量百分比如下：
Al：3.3%，Si:2.7%，C：4.0％，Cr：20.8％，Ba：1.15％，V：0.038％，Nb：0.58％，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁，其特征在于：
由Al、Si和相应元素反应生成的化合物形态包括：、、。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁，其特征在于：
由Si和相应元素反应生成的化合物形态包括：、、。
5.一种高强度耐热型硅铝合金耐磨铸铁加工工艺，其特征在于：
第一步，将各成分重量百分比如下：Al：2.5%～3.5%，Si:2.5%～3.5%，C：3.7～4.1％，Cr：19～22％，Ba：0.96～1.27％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.75％，其余为Fe，熔炼为均匀混合的铁液；
第二步，将第一步形成的熔炼铁液注入铸模模具内，并在铸模模具的外部进行喷水冷却，待铸模模具内的铁液呈现黏稠状，停止对铸模模具外部的喷水冷却；
第三步，待铸模模具内的铸件成型，将成型铸件进行热处理，将铸件加热至1000～1100℃，在铸件热处理前，将热处理设备内腔抽成真空，保持铸件热处理的无氧环境；
第四步，将热处理后的铸件进行相应的淬火冷却，淬火冷却后进行2～3小时的空气冷却，完成硅铝合金耐磨铸铁加工操作。
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