一種鐵合金的製作方法

2023-05-07 07:41:36 3

專利名稱:一種鐵合金的製作方法
一種鐵合金，屬於硬質耐磨材料。用作塑料擠出機、塑料注射機機筒或者其他雙金屬筒體的襯裡。
在塑料擠出機或塑料注射機機筒外加熱，通過筒壁傳熱使機筒中塑料熔融，螺杆轉動、塑料在高壓下被推向模具。機筒在200℃～400℃溫度和300kg/cm2～3000kg/cm2壓力的工況條件下工作，內壁磨損很厲害。尤其在塑料中摻有填充料或是增強劑時，筒壁的磨損更是劇烈。在一些不正常的工況條件下，緒如加熱失控、螺杆受力有偏移、螺杆與筒壁接觸等情況發生時，局部溫度會高達700℃以上，會使機筒內壁發生局部退火併且磨損劇增。所以，一般的鋼材機筒或是經過氮化處理的鋼材機筒都不能良好地持續正常工作。若干年來，發展起雙金屬筒體，以高硬度、高耐磨鐵合金作機筒的襯裡材料。
美國艾克薩洛公司的專利(U.S.Patent 3，658，515號)是在美國專利2，046，913和2，046，914號基礎上的發展，它們在鐵合金的組份上有相似之處，也有差異;就性能來說，在熱硬性和抗回火性上有進步，其成份如下
碳 3.30～3.90 重量百分比
錳 1.20～1.60 重量百分比
矽 0.65～1.10 重量百分比
鎳 4.10～5.00 重量百分比
硼 0.75～1.25 重量百分比
鉻 0.90～1.40 重量百分比
鉬 ≤0.30 重量百分比
佔其餘重量百分比的是鐵。
上述鐵合金，澆鑄在金屬筒體內形成襯裡後，報導中測定的最佳值如下
熱硬性
溫度℃ 260 371 482.2 537.7 593.3 648.8
硬度HRC 62.3 55.7 49.5 44 42 28.5
回火硬度
加熱溫度C 315 377 426.6 482.2 537.7 593.3 648.8
測試硬度HRC 62 59.3 60.8 58.6 57.4 51.7 58.2
如是，上述的鐵合金，一般地說也能滿足大多數塑料擠出機、塑料注射機機筒的要求，但是在工作溫度高於371℃後，其硬度下降;在溫度480℃後，其硬度急劇下降;當處於不正常工況條件下硬度下降就會更明顯。
眾所周知，硬度和耐磨性有一定的關係，特別是在較高溫度的工作環境中，更是如此。因此鐵合金的熱硬性能與抗回火性能越高越好。本發明述及的鐵合金能在高溫下保持應有的硬度，表現出其優良的耐磨性能。在熱硬特性和抗回火特性上優於在組份上不同於現有報導中有記載的鐵合金。
本發明的鐵合金成份如下
碳 2.00～3.25 重量百分比
錳 0.40～1.20 重量百分比
矽 0.40～0.90 重量百分比
鉻 0.70～1.50 重量百分比
鎳 3.90～4.75 重量百分比
硼 0.60～1.20 重量百分比
磷 ≤0.05 重量百分比
硫 ≤0.05 重量百分比
鐵 平衡到100%，其中磷和硫的含量越少越好。
本發明的鐵合金，經澆鑄在金屬筒內形成襯裡後，測定其性能如下
熱硬性
溫度℃ 260 370 480 540 600 650
硬度HRC 63 61 57.5 54 47.5 34
回火硬度
加熱溫度℃ 190 250 380 500 610 700
測試硬度HRC 65 64 61 58 57 60
由此可以看出本發明的鐵合金的性能在熱硬性和抗回火性上要優良得多，以此鐵合金為襯裡，可製得高硬度高耐磨的雙金屬筒體。
舉實施例如下
熔煉後的鐵合金，在室溫下，測定其硬度HRC為64。經分析，其組份列在下面
碳 2.96 重量百分比
錳 0.76 重量百分比
矽 0.56 重量百分比
磷 0.038 重量百分比
硫 0.02 重量百分比
鉻 1.35 重量百分比
鎳 4.47 重量百分比
硼 0.768 重量百分比
佔剩下重量百分比的是鐵。
在將本發明的鐵合金造粒，成1釐米左右大小，裝入鋼筒中，兩端封住。其中一端留有孔隙，通入保護氣體也可加入還原劑，使之在置於1130～1200℃高溫下加熱時，鐵合金不致於被氧化。待鐵合金粒料全部熔化後，將鋼筒放在離心機上高速旋轉。料液在離心力作用下分布在筒體的內壁上，形成內襯。經緩慢冷卻至室溫，切除其兩端的封頭並進行常規的機械加工，就得到具有一層均勻的硬質耐磨鐵合金層的雙金屬筒體。製得的雙金屬筒體，放在檯鉗上做壓扁試驗，未發現管壁的兩層金屬間有剝落和開裂跡象，證明其具有良好的結合能力。
權利要求
1、一種鐵合金，屬於硬質耐磨材料，其特徵在於鐵合金的成份
碳 2.00～3.25 重量百分比
錳 0.40～1.20 重量百分比
矽 0.40～0.90 重量百分比
鉻 0.70～1.50 重量百分比
鎳 3.90～4.75 重量百分比
硼 0.60～1.20 重量百分比
磷 ≤0.05 重量百分比
硫 ≤0.05 重量百分比
鐵 平衡到100%。
其中磷和硫的含量越少越好。
2、據權利要求
1所述的鐵合金，其特徵在於可以作為塑料擠出機、塑料注射機機筒或者其他雙金屬筒體的襯裡。
3、據權利要求
2所述的鐵合金襯裡雙金屬筒體的製造方法的特徵在於將鐵合金料造粒，置於金屬筒中，把筒的兩端封住，其中一端留有孔隙。在1130～1200℃下加熱，使筒體中鐵合金料粒熔化。高速離心旋轉筒體，鐵合金料液分布於其內壁。經緩慢冷卻即製得雙金屬筒體，具有本發明的鐵合金襯裡。
4、據權利要求
1所述的鐵合金，其特徵在於鐵合金的實際組份是
碳 2.96 重量百分比
錳 0.76 重量百分比
矽 0.56 重量百分比
磷 0.038 重量百分比
硫 0.02 重量百分比
鉻 1.35 重量百分比
鎳 4.47 重量百分比
硼 0.768 重量百分比
佔剩下重量百分比的是鐵。
專利摘要
一種鐵合金，屬於硬質耐磨材料。是塑料擠出機、塑料注射機機筒或者其他雙金屬筒體的襯裡材料。鐵合金的組分是碳佔重量百分比的2.00～3.25、錳佔重量百分比的0.40～1.20、矽佔重量百分比的0.40～0.90、鉻佔重量百分比的0.70～1.50、鎳佔重量百分比的3.90～4.75、硼佔重量百分比的0.60～1.20、佔其餘重量百分比的是鐵。本發明的鐵合金、經離心澆鑄在金屬筒內製得雙金屬筒體後，經測定具有優良的熱硬特性和抗回火性能。
文檔編號B22D13/00GK85103868SQ85103868
公開日1986年10月29日 申請日期1985年4月30日
發明者唐千根, 陳德文 申請人:上海市輕工機械技術研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan