一種含碳化物奧貝耐磨球鐵及其制備方法
【專利摘要】一種含碳化物奧貝耐磨球鐵及其制備方法，屬于耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】。先在電爐內(nèi)冶煉球鐵鐵水，當(dāng)鐵水的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達到3.40～3.70C,1.05～1.30Si,1.00～1.20Cr,3.55～3.80Mn,P<0.10,S<0.05,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，且鐵水溫度達到1530～1560℃時，出爐到鐵水球化包內(nèi)，采用銅鎂合金球化處理，并用含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金孕育和變質(zhì)處理，可獲得性能優(yōu)異的含碳化物奧-貝耐磨球鐵。
【專利說明】一種含碳化物奧貝耐磨球鐵及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開了一種奧貝球鐵及其制備方法，特別涉及一種含碳化物奧-貝耐磨球 鐵及其制備方法，屬于耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 奧貝球鐵是在普通珠光體球鐵上，通過等溫淬火，獲得的一種具有良好強韌性和 較好耐磨性的球鐵材料，中國發(fā)明專利CN103276181A公開了一種奧貝球鐵襯套的熱處理 工藝，包括以下步驟：（1)用球墨鑄鐵鑄造襯套，進行機械加工；（2)將襯套放入箱式電阻 爐中加熱到850?950°C，保溫1小時；（3)將加熱后的襯套立即淬入250?300°C的硝鹽 爐中，保溫1小時；(4)出爐水冷5分鐘左右。該發(fā)明提供的奧貝球鐵襯套的熱處理工藝， 制造的奧貝球鐵襯套，具有高強度、高硬度、良好的沖擊性、高耐磨性和抗疲勞性，磨耗小， 很好地控制了銷、套的配合間隙，運行途中的振動及噪聲明顯小于其他車輛，橫向擺動也很 小，保證了轉(zhuǎn)向架的正位；奧貝球鐵襯套光亮度高，抗腐蝕性能良好，運用拆檢未發(fā)現(xiàn)有裂 損現(xiàn)象。中國發(fā)明專利CN102560228A還公開了一種ADI車輪的生產(chǎn)方法，包括澆注ADI車 輪鑄坯、對車輪鑄坯粗加工、等溫淬火處理、拋丸處理和精加工步驟；其特征在于所述澆注 ADI車輪鑄坯是將低硫低磷生鐵進行澆注，所述低硫低磷生鐵中硫< 0. 02%、磷< 0. 03%、 錳< 0. 31 %、鎂0. 039?0. 062%、稀土元素鈰或釔彡0. 02% ;在中頻電爐中熔煉時，噴吹 氬氣凈化鐵水，1480?1560°C出爐，并采用球化處理和二次孕育處理；所述等溫淬火處理 是在可控氣體保護的320?385°C鹽浴爐中進行，所述可控氣體由體積百分比為一氧化碳 18%、氫氣42%和氮氣40%組成，控制熱變形量在±0. 2mm之內(nèi)，等溫淬火處理的時間為 1?3. 5小時，奧貝化時間為1?3. 5小時，溫度環(huán)境為820?930°C ;所述ADI車輪的石 墨球數(shù)球化級別為GB9441-88的1-4級，石墨大小為不粗于GB9441-88的5級，基體組織中 磷共晶滲碳體總量彡5%。中國發(fā)明專利CN102115845A還公開了一種銅錳合金奧貝球鐵， 按重量百分比計，其組份含有C3. 6 - 4. 2%，SiO. 01 - 0· 06%，Mn彡0· 7%，P彡0· 05%， S彡0· 02%，MoO. 3 - 0· 6%，CuO. 8 - L 6%，其余為鐵。該發(fā)明的有益效果是：該發(fā)明制 成的銅錳合金奧貝球鐵的塑性符合抗磨鑄件沖擊載荷工況要求，抗拉強度以及硬度遠(yuǎn)勝于 高錳鋼，并且穩(wěn)定性好，易于加工。中國發(fā)明專利CN101736190A還公開了一種合金奧貝球 鐵蝸輪及其制備工藝，該蝸輪的組分按重量百分比計，其組份含有C3. 5 - 3. 9%，Si2. 3 - 2. 9%, Mn ^ 0. 4%, P ^ 0. 035%, S^O. 03%, MoO. 2 - 0. 3%, CuO. 3 - 0. 6%, NiO. 2 -0. 5%，其余為鐵，經(jīng)過熔煉，以稀土鎂合金為球化劑，硅鐵為孕育劑，處理后澆注毛坯，蝸輪 毛坯經(jīng)過粗加工，加熱后等溫淬火得到適量殘余奧氏體，再進行精加工滾齒，即制成合金奧 貝球鐵蝸輪。本蝸輪具有抗疲勞強度高、抗點蝕能力強、密度比鋼低、變形小等優(yōu)點。適合 于替代銅合金或者鋅基合金（ZA27)生產(chǎn)閥門電動執(zhí)行機構(gòu)（或閥門電動裝置）上的蝸輪， 生產(chǎn)成本明顯降低。中國發(fā)明專利CN101713454A還公開了一種銅鈮高強度奧貝球鐵重型 商用車主/從動螺旋錐齒輪的制造方法，其特征是它包括以下步驟：（1)爐料準(zhǔn)備：按重量 百分比，QlO生鐵55 - 65%、低碳鋼10 - 15%和回爐鐵20 - 30%進行爐料配比；（2)熔 化：采用中頻爐熔煉鐵水，熔煉鐵水溫度1490 - 1530°C出爐，然后進行球化處理，球化處理 采用沖入法，溫度在1460 - 1490°C;球化處理工藝如下：按每包出鐵水量的1. 5 - 1. 7%將 稀土鎂硅鐵球化劑放入球化包中，然后放0. 6 - 0. 8 %的孕育劑最后放入0. 9 - I. 1 %的覆 蓋劑，待鐵水溫度達到球化處理工藝溫度時直接將鐵水沖入在球化包中進行球化處理；（3) 造型：采用包括加砂、造型、合箱、澆注后冷卻、落砂及砂處理系統(tǒng)的多觸頭高壓造型機，用 金屬模型板的模具造型；（4)澆注：采用機械澆包人工澆注，澆注溫度1350 - 1450°C，澆注 速度為4. 5 - 5. 5Kg/S或保持鐵液上升速度為30 - 50mm/s ; (5)落砂：鑄件在砂箱中冷卻 40 - 60分鐘后，進行打箱落砂，采用機械振動式落砂機落砂；(6)清理：采用吊鉤式拋丸清 理機對鑄件噴丸清理，使用鋼丸直徑1. 5 - 2. Omm ; (7)退火：采用臺車式電阻爐，退火溫 度：890 - 920°C，保溫時間：3 - 4小時，之后隨爐冷至600 - 550°C出爐；（8)機械加工：采 用通用齒輪設(shè)備進行機械加工，檢驗加工后的尺寸；(9)奧氏體化和等溫淬火：采用井式氣 氛控制電阻爐進行奧氏體化和等溫淬火處理，奧氏體形成基理是將工件加熱到Acl或Ac3 以上，使常溫下原有的組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，奧氏體化溫度900 - 920°C，等溫淬火溫度840 - 860°C，等溫保溫后進行淬火，冷卻介質(zhì)為油，等溫保溫溫度300 - 320°C，所得金相組織為 貝氏體加殘余奧氏體；（10)衍磨：采用齒輪衍磨機床對螺旋錐齒輪進行衍磨；（11)終檢入 庫：表面質(zhì)量及全尺寸檢驗。中國發(fā)明專利CN1936368還公開了錳銅合金奧貝球鐵汽車后 橋螺旋錐齒輪及其制備方法。該齒輪是以普通新生鐵為原材料，采用沖天爐和電爐雙聯(lián)熔 煉，以稀土鎂硅鐵合金為球化劑，處理后造渣除渣，分兩次孕育澆注齒輪毛坯，再經(jīng)機加工、 等溫淬火和回火處理后制成。該齒輪的組成重量百分比為：C3. 4?3.8%，Si2. 4?2. 9%， MnO. 4 ?I. 0%，Cu0. 5 ?L 2%，< 0· 06% P，< 0· 02% S，余量為鐵。合金成分選用 Mn、Cu 保證淬透性的前提下，具有強度、塑性、韌性、抗疲勞性能和耐磨性都很高的綜合力學(xué)性能。 錳銅合金奧貝球鐵特別適合替代20CrMnTi合金鍛鋼生產(chǎn)EQ140和EQ145汽車后橋螺旋錐 齒輪，而成本明顯降低。中國發(fā)明專利CN1861313還公開了一種用于柴油機上的奧貝（上 貝）球鐵齒輪的制造工藝，具體地說是將上貝氏體+殘余奧氏體之奧貝（上貝）球鐵制造 齒輪，并應(yīng)用于大功率車用柴油機上。其制造方法為：鐵模制造、覆膜砂造型、電爐熔煉、球 化處理、澆注、退火、超聲波檢測、粗加工、半精加工、滾齒、等淬熱處理、噴丸處理、精加工、 剃齒或磨齒、打標(biāo)識、成品檢驗、清洗、上防銹油、包裝入庫。該發(fā)明奧貝（上貝）球鐵齒輪 與鋼齒輪相比可顯著降低齒輪噪聲，減輕齒輪重量約10%，奧貝球鐵（上貝）齒輪具有良 好的綜合力學(xué)性能，高于調(diào)質(zhì)態(tài)齒輪鋼，良好的耐磨性，高于氮化鋼齒輪，較高的接觸疲勞 強度，高于氮化鋼齒輪，接近20CrMnTi滲碳鋼齒輪，較高的彎曲疲勞強度。中國發(fā)明專利 CN1035140還公開了銅鎢系合金奧貝球鐵，其特征是組成重量百分比為< 0. 5% Mn ;3. 4? 3. 8% C ;2· 4 ?2. 7% Si ;< 0· 07% P ;< 0· 02% S ;0 ?I. 5% Cu ;0 ?I. 0% W。銅鎢系合 金奧貝球鐵的熱處理工藝是鑄件加熱到900?930°C，保溫1小時，淬入鹽浴中，鹽浴終溫 為300-330°C，鹽浴重量和淬入鑄件重量比應(yīng)不小于5。但是上述奧貝球鐵普遍存在硬度較 低，抗磨料磨損能力較差等不足。
[0003] 為了提高奧貝球鐵的耐磨性，中國發(fā)明專利CN103320674A公開了一種帶碳化物 等溫淬火球鐵及其淬火工藝，它是在Mn、Si合金基礎(chǔ)上加 Cr和B，適當(dāng)增加碳化物量、并 用RE - B進行孕育變質(zhì)處理，使碳化物成細(xì)小均勻分布的團塊狀，以提高硬度、抗磨性、 淬透性和韌性；加 Sn及增加 Si量，提高基體電極電位，并與Cr共同形成表面鈍化膜，以 提高抗腐蝕性。該帶碳化物等溫淬火球鐵的淬火工藝是分級等溫淬火，關(guān)鍵是將奧氏體 化處理后的工件用分級淬火油進行第一級等溫淬火，避免珠光體產(chǎn)生后，在空氣等溫爐 中用適當(dāng)溫度進行第二級等溫淬火，以獲得適量細(xì)針下貝氏體基礎(chǔ)上，增加回火馬氏體 量，進一步提高硬度和抗磨性，從而獲得強度硬度高、韌性恰當(dāng)、抗磨抗腐蝕性強、加工性 能良好、精度易保證、成本低的帶碳化物等溫淬火球鐵。中國發(fā)明專利CN103225036還 公開了一種硼碳化物強化耐磨貝氏體球鐵磨球及其制造方法，其特征在于磨球化學(xué)組成 按質(zhì)量百分比 ％ 為：3. 35-3. 65C，2. 50-2. 90Si，2. 65-3. 20Μη，0· 65-0. 90Cr，0. 25-0. 35B， 0. 03-0. 06Mg,0. 03-0. 05Y,0. 05-0. 09Bi,0. 08-0. 12Ti,0. 03-0. 08A1,0. 03-0. 05Sb, < 0. 08P，< 0. 025S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明磨球經(jīng)電爐熔煉、金屬型鑄造 成形和水玻璃水溶液淬火后，具有硬度高，韌性好，破碎率低和磨耗小等特點。中國發(fā)明專 利CN103060668還公開了一種含碳化物球鐵及其制備方法，其化學(xué)組成質(zhì)量百分比％為： 3. 40 ?3. 65C, 2. 35 ?2. 80Si, 2. 80 ?3. 15Mn, 1. 60 ?I. 85Cr, 0. 04 ?0. 06Mg, 0. 03 ? 0. 05K, 0. 008 ?0. 016Ca, 0. 018 ?0. 035Ba, 0. 03 ?0. 06Ti, 0. 025 ?0. 050V,0. 012 ? 0. 018N,〈0. 10P,〈0. 02S,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)?？梢杂秒姞t或沖天爐熔煉，經(jīng)鑄造 成形后，再經(jīng)等溫淬火，可獲得優(yōu)異的性能。中國發(fā)明專利CN101589661還公開了一種帶有 碳化物的等溫淬火球鐵犁鏵，該犁鏵以等溫淬火球墨鑄鐵為原料，該球墨鑄鐵包括下列重 量百分比的化學(xué)成份：C3. 40 ?3. 80，Si2. 20 ?2· 80，Μη(λ 20 ?(λ 50，P 彡 0· 03，S 彡 0· 02， MgO. 03?0. 04, ReO. 01?0. 02, CrO. 25?0. 50,其余為鐵；所述的球墨鑄鐵中的石墨金相 組織為：球化率2級以上，石墨大小6級以上，石墨數(shù)量> 100個/mm2 ;所述球墨鑄鐵的基 體是：馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體+碳化物；所述碳化物< 20wt%;該發(fā)明具有如下有 益效果：該發(fā)明改變了過去采用低合金鋼精鑄犁鏵的傳統(tǒng)工藝；其使用壽命是低合金鋼材 料犁鏵的3倍以上；價格比精鑄低合金鋼犁鏵降低三分之一，大大降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。
[0004] 但是，上述含碳化物奧貝球鐵，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，碳化物分布不均勻，導(dǎo)致球鐵的強 韌性波動較大，影響含碳化物奧貝球鐵的推廣應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是在奧貝球鐵中，加入碳化物形成元素，并加入微合金元素改變碳化 物形態(tài)和分布，在此基礎(chǔ)上，采用水玻璃溶液淬火，可獲得具有良好強韌性和優(yōu)異耐磨性的 含碳化物奧貝耐磨球鐵。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實現(xiàn)：
[0007] 本發(fā)明含碳化物奧貝耐磨球鐵的具體制備工藝步驟包括：
[0008] ①先在電爐內(nèi)冶煉球鐵鐵水，鐵水的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達到3. 40? 3. 70C, L 05 ?I. 30Si, L 00 ?I. 20Cr, 3. 55 ?3· 80Μη, Ρ〈0· 10, S〈0. 05,余量為 Fe 及不可 避免的雜質(zhì)，當(dāng)鐵水溫度達到1530?1560°C時，出爐到鐵水球化包內(nèi)；鐵水球化包內(nèi)預(yù)先 加入了銅鎂合金和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金，銅鎂合金和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金加入量 分別占加入到鐵水球化包內(nèi)鐵水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1. 2?1. 5%和2. 8?3. 2%;銅鎂合金顆粒尺 寸為25?35mm，含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金顆粒尺寸為12?20mm ;
[0009] ②當(dāng)步驟①所得鐵水溫度降至1380?1420°C時，將鐵水澆注成鑄件，鑄件毛坯經(jīng) 清砂、去澆冒口和飛邊、毛刺處理后，隨爐加熱至920?960°C，保溫2?4小時后，在含有 質(zhì)量分?jǐn)?shù)6?10% NaOH、溫度為40?60°C、濃度為10?13° Β?水玻璃溶液中淬火冷卻 20?40分鐘，即可獲得性能優(yōu)異的含碳化物奧貝耐磨球鐵。
[0010] 如上所述銅鎂合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：15?20% Mg, 85?80% Cu。
[0011] 如上所述含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：35?38% Si, 5. 0 ?6. 5% K, 7. 0 ?8. 5% Zn, 6. 0 ?8. 0% Ca, 6. 0 ?8. 0% Al,余量為 Fe 及不可避 免的雜質(zhì)。
[0012] 本發(fā)明含碳化物奧貝耐磨球鐵中，加入了 3. 55?3. 80%的Mn,可以提高球鐵淬透 性，有利于獲得奧貝組織。此外，還加入了 1.00?1.20%的強碳化物形成元素 Cr,易于獲 得耐磨硬質(zhì)相（Cr, Fe)3C碳化物，有利于提高球鐵耐磨性。在此基礎(chǔ)上，在鐵水中加入占鐵 水球化包內(nèi)鐵水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1. 2?1. 5 %銅鎂合金，且其顆粒尺寸為25?35mm，其化學(xué)組 成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：15?20% Mg, 85?80% Cu,除了起促進石墨球化作用外，還利用銅提 高淬透性及在基體中的固溶強化作用，從而可提高含碳化物奧貝耐磨球鐵的綜合性能。在 此基礎(chǔ)上，加入占鐵水球化包內(nèi)鐵水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2. 8?3. 2%含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金，且 含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金顆粒尺寸為12?20mm，其化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：35?38% Si, 5. 0 ?6. 5% K, 7. 0 ?8. 5% Zn, 6. 0 ?8. 0% Ca, 6. 0 ?8. 0% Al,余量為 Fe 及不可避 免的雜質(zhì)，除了利用硅的孕育作用外，Ca和Al有脫氧、脫硫作用，鐵別是Ca有促進夾雜物 形態(tài)和分布改善的作用。K和Zn的加入除了具有細(xì)化晶粒作用外，還有改善碳化物形態(tài)和 分布的作用，可提高含碳化物奧貝耐磨球鐵的綜合性能。
[0013] 此外，當(dāng)鐵水溫度降至1380?1420°C時,將鐵水澆注成鑄件,鑄件毛坯經(jīng)清砂、去 澆冒口和飛邊、毛刺處理后，隨爐加熱至920?960°C，保溫2?4小時后，實現(xiàn)奧氏體化，然 后在含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)6?10% NaOH、溫度為40?60°C、濃度為10?13° Β?水玻璃溶液中 淬火冷卻有利于獲得奧貝組織。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點：
[0015] 1)本發(fā)明含碳化物奧貝耐磨球鐵中不含昂貴的鑰、鎳、稀土等昂貴元素，具有較低 的生產(chǎn)成本；
[0016] 2)本發(fā)明含碳化物奧貝耐磨球鐵制造工藝簡便，易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；
[0017] 3)本發(fā)明含碳化物奧貝耐磨球鐵硬度超過55HRC，抗拉強度超過800MPa，沖擊韌 性大于30J/cm 2,具有良好的綜合性能；
[0018] 4)本發(fā)明含碳化物奧貝耐磨球鐵具有優(yōu)異的耐磨性，其耐磨性比普通奧貝球鐵提 高50%以上。

【具體實施方式】
[0019] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳述，但本發(fā)明并不限于以下實施例。
[0020] 實施例1:
[0021] 采用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉含碳化物奧貝耐磨球鐵材料，具體制備工藝如 下：
[0022] ①先在電爐內(nèi)冶煉球鐵鐵水，當(dāng)鐵水的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達到3. 44C, 1. 28 Si, I. OlCr, 3. 79Μη, 0. 074P, 0. 041S,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，且鐵水溫度達到1559°C 時，出爐到鐵水球化包內(nèi)。鐵水球化包內(nèi)預(yù)先加入了銅鎂合金（銅鎂合金的化學(xué)組成及其 質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：15% Mg, 85% Cu)和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金（含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金的化 學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：37· 84% Si, 5. 06% K，8. 45% Zn, 6. 15% Ca, 7. 90% Al,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)），銅鎂合金和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金加入量分別占加入到鐵水球化 包內(nèi)鐵水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1. 5%和2. 8%。銅鎂合金顆粒尺寸為25?35mm，含Si-K-Zn-Ca-Al 鐵合金顆粒尺寸為12?20mm。
[0023] ②當(dāng)鐵水溫度降至1415°C時，將鐵水澆注成鑄件，鑄件毛坯經(jīng)清砂、去澆冒口和 飛邊、毛刺處理后，隨爐加熱至960°C，保溫4小時后，在含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)10% NaOH、溫度為 42°C、濃度為13° Β?水玻璃溶液中淬火冷卻20分鐘，即可獲得性能優(yōu)異的含碳化物奧貝耐 磨球鐵，具體性能見表1。
[0024] 實施例2:
[0025] 采用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉含碳化物奧貝耐磨球鐵材料，具體制備工藝如 下：
[0026] ①先在電爐內(nèi)冶煉球鐵鐵水，當(dāng)鐵水的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達到3. 69C，1. 06 Si, I. 18Cr，3. 59Μη，0. 067Ρ，0. 046S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，且鐵水溫度達到1532°C 時，出爐到鐵水球化包內(nèi)。鐵水球化包內(nèi)預(yù)先加入了銅鎂合金（銅鎂合金的化學(xué)組成及其 質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：20% Mg, 80% Cu)和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金（含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金的化 學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：35· 23% Si, 6. 47% K，7. 02% Zn, 7. 90% Ca, 6. 08% Al,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)），銅鎂合金和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金加入量分別占加入到鐵水球化 包內(nèi)鐵水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1. 2%和3. 2%。銅鎂合金顆粒尺寸為25?35mm，含Si-K-Zn-Ca-Al 鐵合金顆粒尺寸為12?20mm。
[0027] ②當(dāng)鐵水溫度降至1384°C時，將鐵水澆注成鑄件，鑄件毛坯經(jīng)清砂、去澆冒口和飛 邊、毛刺處理后，隨爐加熱至960°C，保溫2小時后，在含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)6% NaOH、溫度為60°C、 濃度為10° Β?水玻璃溶液中淬火冷卻40分鐘，即可獲得性能優(yōu)異的含碳化物奧貝耐磨球 鐵，具體性能見表1。
[0028] 實施例3:
[0029] 采用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉含碳化物奧貝耐磨球鐵材料，具體制備工藝如 下：
[0030] ①先在電爐內(nèi)冶煉球鐵鐵水，當(dāng)鐵水的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達到3. 56C，1. 22 Si, I. 09Cr，3. 67Μη，0. 075Ρ，0. 038S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，且鐵水溫度達到1546°C 時，出爐到鐵水球化包內(nèi)。鐵水球化包內(nèi)預(yù)先加入了銅鎂合金（銅鎂合金的化學(xué)組成及其 質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：20% Mg, 80% Cu)和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金（含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金的化 學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：36. 84% Si, 5. 97% K，7. 82% Zn, 6. 91% Ca, 6. 88% Al,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)），銅鎂合金和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金加入量分別占加入到鐵水球化 包內(nèi)鐵水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1. 4%和3. 0%。銅鎂合金顆粒尺寸為25?35mm，含Si-K-Zn-Ca-Al 鐵合金顆粒尺寸為12?20mm。
[0031] ②當(dāng)鐵水溫度降至1397°C時，將鐵水澆注成鑄件，鑄件毛坯經(jīng)清砂、去澆冒口和飛 邊、毛刺處理后，隨爐加熱至950°C，保溫3小時后，在含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)8% NaOH、溫度為53°C、 濃度為12° Β?水玻璃溶液中淬火冷卻30分鐘，即可獲得性能優(yōu)異的含碳化物奧貝耐磨球 鐵，具體性能見表1。
[0032] 表1含碳化物奧貝耐磨球鐵力學(xué)性能
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種含碳化物奧貝耐磨球鐵的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： ① 先在電爐內(nèi)冶煉球鐵鐵水，鐵水的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達到3. 40? 3. 70C, L 05 ?I. 30Si, L 00 ?I. 20Cr, 3. 55 ?3. 80Mn, P〈0. 10, S〈0. 05,余量為 Fe 及不可 避免的雜質(zhì)，當(dāng)鐵水溫度達到1530?1560°C時，出爐到鐵水球化包內(nèi)；鐵水球化包內(nèi)預(yù)先 加入了銅鎂合金和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金，銅鎂合金和含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金加入量 分別占加入到鐵水球化包內(nèi)鐵水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1. 2?1. 5%和2. 8?3. 2%;銅鎂合金顆粒尺 寸為25?35mm，含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金顆粒尺寸為12?20mm ; ② 當(dāng)步驟①所得鐵水溫度降至1380?1420°C時，將鐵水澆注成鑄件，鑄件毛坯經(jīng)清 砂、去澆冒口和飛邊、毛刺處理后，隨爐加熱至920?960°C，保溫2?4小時后，在含有質(zhì)量 分?jǐn)?shù)6?10% NaOH、溫度為40?60°C、濃度為10?13。B6水玻璃溶液中淬火冷卻20? 40分鐘，即可獲得性能優(yōu)異的含碳化物奧貝耐磨球鐵。
2. 按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述銅鎂合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是： 15 ?20% Mg, 85 ?80% Cu。
3. 按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述含Si-K-Zn-Ca-Al鐵合金的化學(xué)組成及其 質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：35 ?38% Si, 5. 0 ?6. 5% K, 7. 0 ?8. 5% Zn, 6. 0 ?8. 0% Ca, 6. 0 ?8. 0% Al,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
4. 按照權(quán)利要求1-3的任一方法制備得到的含碳化物奧貝耐磨球鐵。
【文檔編號】C21C1/10GK104313452SQ201410505280
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】符寒光, 桑培, 蔣業(yè)華, 屈銀虎, 周榮, 李祖來, 李耳, 吳中偉, 林健 申請人:北京工業(yè)大學(xué)