一種含磷耐磨鑄鐵的熱處理方法與流程
2023-05-31 05:28:36
本發明涉及黑色金屬的生產技術領域，尤其是一種含磷耐磨鑄鐵的熱處理方法。
背景技術：
含磷鑄鐵是一種性能優良的減磨材料，它具有很高的硬度和延長鑄件的使用壽命的特點。含磷鑄鐵只需在灰鑄鐵中加入髙於0.3%以上的磷，在鑄鐵中除了石墨及一般基體外，還形成磷共晶硬化相，磷共晶的顯微硬度髙達1800HV左右，磷共晶具有良好的減摩作用。我國有許多天然髙磷生鐵，磷礦也很豐富，因此，發展含磷鑄鐵，以延長鑄件的使用壽命。另外為了消除自由滲碳體，降低硬度，改善機械性能及切削加工性能，需進行高溫退火處理。
技術實現要素：
本發明所需解決的技術問題是提供一種含磷耐磨鑄鐵的熱處理方法。通過控制鑄鐵中磷的加入量，鑄造出耐磨鑄鐵，並進行高溫退火改善機械性能及切削加工性能。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：包括下述幾個步驟：
第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、矽鐵按C2.7～3.5%、Si1.2～2.1%、Mn0.7～1.2%、P0.4～0.7%、S≤0.09%，餘量為Fe重量百分比的方式進行配料；
第二步：預熱：將優化計算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應爐內進行預熱；
第三步：熔煉：將中頻感應爐內的廢鋼、回爐料、生鐵熔化後，投入其數量為爐料20～30%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進行預脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵和矽鐵得到鐵液；
第四步：爐前快速分析：取鐵液澆注試樣進行快速分析，根據分析結果調整化學成分；
第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1500～1650℃，投入其數量為鐵液0.15～0.35%的鋁進行終脫氧；
第六步：孕育處理：鐵液自中頻感應爐流向澆包時進行孕育處理，加入其數量為鐵液量的0.3～0.5%孕育劑，孕育劑的粒度為2～6mm，孕育劑為75矽鐵；
第七步：澆註：待鐵液溫度降至1450～1500℃時，進行澆注，得到鑄件；
第八步：高溫退火。
所述的第八步高溫退火中，鑄件﹤200℃以下裝入熱處理爐中，以70～100℃／h的速度升溫至770～825℃，保溫1～4h進行快速冷卻至600℃時，再將鑄件放入熱處理爐以50～100℃／h的速度冷至300℃以下出爐空冷，得到含磷耐磨鑄鐵。
本發明的有益效果是：方法簡單，通過嚴格控制磷的加入量，提高鑄件的耐磨性能，同時改善機械性能及切削加工性能，特別適合鑄造工具機床身。
具體實施方式
實施例1：
本例的一種含磷耐磨鑄鐵的的熱處理方法，包括下述幾個步驟：
第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、矽鐵按C2.7%、Si1.2%、Mn0.7%、P0.4%、S≤0.09%，餘量為Fe重量百分比的方式進行配料；
第二步：預熱：將優化計算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應爐內進行預熱；
第三步：熔煉：將中頻感應爐內的廢鋼、回爐料、生鐵熔化後，投入其數量為爐料20%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進行預脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵和矽鐵得到鐵液；
第四步：爐前快速分析：取鐵液澆注試樣進行快速分析，根據分析結果調整化學成分；
第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1500℃，投入其數量為鐵液0.15%的鋁進行終脫氧；
第六步：孕育處理：鐵液自中頻感應爐流向澆包時進行孕育處理，加入其數量為鐵液量的0.3%孕育劑，孕育劑的粒度為2mm，孕育劑為75矽鐵；
第七步：澆註：待鐵液溫度降至1450℃時，進行澆注，得到鑄件；
第八步：高溫退火：鑄件﹤200℃以下裝入熱處理爐中，以70℃／h的速度升溫至770℃，保溫1h進行快速冷卻至600℃時，再將鑄件放入熱處理爐以50℃／h的速度冷至300℃以下出爐空冷，得到含磷耐磨鑄鐵。
實施例2：
本例的一種含磷耐磨鑄鐵的熱處理方法，包括下述幾個步驟：
第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、矽鐵按C3.1%、Si1.2～2.1%、Mn1.05%、P0.55%、S≤0.09%，餘量為Fe重量百分比的方式進行配料；
第二步：預熱：將優化計算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應爐內進行預熱；
第三步：熔煉：將中頻感應爐內的廢鋼、回爐料、生鐵熔化後，投入其數量為爐料25%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進行預脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵和矽鐵得到鐵液；
第四步：爐前快速分析：取鐵液澆注試樣進行快速分析，根據分析結果調整化學成分；
第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1575℃，投入其數量為鐵液0.25%的鋁進行終脫氧；
第六步：孕育處理：鐵液自中頻感應爐流向澆包時進行孕育處理，加入其數量為鐵液量的0.4%孕育劑，孕育劑的粒度為4mm，孕育劑為75矽鐵；
第七步：澆註：待鐵液溫度降至1475℃時，進行澆注，得到鑄件；
第八步：高溫退火：鑄件﹤200℃以下裝入熱處理爐中，以85℃／h的速度升溫至797.5℃，保溫2.5h進行快速冷卻至600℃時，再將鑄件放入熱處理爐以75℃／h的速度冷至300℃以下出爐空冷，得到含磷耐磨鑄鐵。
實施例3：
本例的一種含磷耐磨鑄鐵的熱處理方法，包括下述幾個步驟：
第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、矽鐵按C3.5%、Si2.1%、Mn1.2%、P0.7%、S≤0.09%，餘量為Fe重量百分比的方式進行配料；
第二步：預熱：將優化計算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應爐內進行預熱；
第三步：熔煉：將中頻感應爐內的廢鋼、回爐料、生鐵熔化後，投入其數量為爐料30%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進行預脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵和矽鐵得到鐵液；
第四步：爐前快速分析：取鐵液澆注試樣進行快速分析，根據分析結果調整化學成分；
第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1650℃，投入其數量為鐵液0.35%的鋁進行終脫氧；
第六步：孕育處理：鐵液自中頻感應爐流向澆包時進行孕育處理，加入其數量為鐵液量的0.5%孕育劑，孕育劑的粒度為6mm，孕育劑為75矽鐵；
第七步：澆註：待鐵液溫度降至1500℃時，進行澆注，得到鑄件；
第八步：高溫退火：鑄件﹤200℃以下裝入熱處理爐中，以100℃／h的速度升溫至825℃，保溫1～4h進行快速冷卻至600℃時，再將鑄件放入熱處理爐以100℃／h的速度冷至300℃以下出爐空冷，得到含磷耐磨鑄鐵。
以上對本發明的具體實施方式作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發明的範圍，本發明的保護範圍由隨附的權利要求書限定，仼何在本發明權利要求基礎上的任何修改、等同替換和改進等，均落入本發明的保護範圍之內。