一種帶有碳化物的等溫淬火球鐵犁鏵及其生產方法
2023-12-01 14:22:41 1
專利名稱：一種帶有碳化物的等溫淬火球鐵犁鏵及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種農業中使用的犁鏵及其生產方法，尤其是一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵及其生產方法。
背景技術：
目前，作為一個農業大國，我國農機犁鏵多為白口鑄鐵，雖然硬度較高，但韌性較差，極易損壞。國外的農機犁鏵則為精鑄的低合金鋼材料經調質處理而成的，這種犁鏵耐磨性較差，同時價格又貴。
現在世界人口每年增長3°/。，也就是說對穀物的需求每年也要相應增長。如果能開發出物美價廉的新型材料製造犁鏵等農機零件，不僅降低了農業生產成本，同時節省了大量金屬材料。其經濟效益和社會效益是巨大的。
犁鏵材料的耐磨性及服役條件
對耐磨性而言，材料的自身性能(如強度、硬度、韌度、疲勞性能等)和材料的服役條件(磨損工況)都直接影響材料的耐磨性。要獲得一種具有優異性能的材料，首先要了解材料的使用工況，也即在何種條件下服役。這樣，對新材料的技術要求也就十分明確了 。
確切地說，犁鏵是在一個複雜的磨損系統中服役的零件。低應力磨損是主要的磨損形式。當然因硬度差使犁鏵發生斷裂也是失效原因之一。談到磨損，一般來說材料的硬度是影響磨損的一個重要原因。犁鏵要承受這種低應力磨損，無疑增強材料的硬度是一個重要途徑。增強碳化物數量也即增加基體組織中堅硬的質點，是提高材料硬度的主要因素。另外，在基體組織中，馬氏體、貝氏體、要比珠光體、鐵素體基體的硬度高得多。也就是說，要提高犁鏵在土壤中應付低應力磨損的性能，就希望得到一種含有碳化物的馬氏體、貝氏體基體組織的材料。傳統的普通白口鐵、低鉻或高鉻鑄鐵硬度較高，但這些材料的一個致命問題是衝擊韌度太低(一般在3-5J/cm"，遠遠不能滿足犁鏵的服役條件。也就是說，犁鏵不僅要求材料硬度高，同時又要有較高的韌度。國外的犁鏵多採用低合金鋼精鑄方法得到鑄坯，再經調質處理的生產方法。不但價格貴，其使用壽命也較差。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵。以解決國內外傳統的採用低合金鋼精鑄方法製造的犁鏵，生產成本高且耐磨較差的問題；同時解決白口鑄鐵犁鏵韌度差的問題。
本發明要解決的另一技術問題是提供一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵的生產方法。
為解決上述第一個技術問題，本發明一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵，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成份
C 3.40 3. 80， Si 2. 20 2.80， Mn 0. 20 0. 50， P《0.03，
S 《0.02， Mg 0.03 0. 04， Re 0. 01 0. 02， Cr 0. 25 0. 50，
其餘為鐵；
所述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，石墨數量〉100個/mm2;
所述等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物〈20wt0/0。
為解決上述第二個技術問題，本發明一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵
犁鏵的生產方法，包括如下步驟
1) 生產球墨鑄鐵熔爐裡熔煉球墨鑄鐵鐵水，該球墨鑄鐵原鐵水化學成份要求為(Wt%):
C 3.40 3.80， Si 1,60 1.80， Mn 0.20 0. 50， P《0.03，S 《0.02， CrO. 25 0. 50， 其餘為鐵；
2) 對球墨鑄鐵進行球化處理，並進行孕育處理，處理後的化學成份要求為C 3.40 3. 80， Si 2. 20 2.80， Mn 0. 20 0. 50， P《0.03，
S 《0.02， Mg 0. 03 0. 04， Re 0.01 0.02， Cr 0. 25 0. 50，
其餘為鐵；
並且處理後所述的球墨鑄鐵中的石墨金相組織要求球化率2級以上，石墨大小6級以上，石墨數量〉100個/mm 3)犁鏵造型澆注；
4) 等溫淬火處理
奧氏體化加熱 880°C 920°C，時間1.4 1.6h;等溫淬火處理 235。C 280。C，時間O. 8 1.2h;回火處理 200°C， 時間1.4 1.6h;
所得等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；
所述碳化物〈20w"/o;
5) 清洗後檢查犁鏵的附鑄金相試塊，進行金相檢査和硬度檢査，同時對犁
鏵進行無損探傷，合格既得產品。
所述的犁鏵性能為硬度服c53 58，衝擊韌度ak 11 40J/cm2。
本發明具有如下有益效果本發明改變了過去採用低合金鋼精鑄犁鏵的傳統工藝；同時解決白口鑄鐵犁鏵韌度差的問題；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，大大降低農業生產成本。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明圖1為本發明一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵的生產方法方框圖。
具體實施方式
實施例1
一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵，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成份
C 3.40， Si 2.20， Mn 0.20， P《0. 03， S《0. 02，MgO. 03，Re 0. 01，Cr 0. 25，其餘為鐵；
所述球墨鑄鐵屮的石墨金相組織為球化率2級以上，石墨大小6級以上，石墨數量〉10個/mm2;
所述等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；
所述碳化物為5wt%。
一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵的生產方法，包括如下步驟
1)生產球墨鑄鐵在感應電爐裡熔煉球墨鑄鐵鐵水，該球墨鑄鐵原鐵水化學成份要求為(Wt%):
C 3.40， Si 1.60， Mn 0.20， P《0.03，S《0. 02， Cr 0.25，其餘為鐵；
2) 球墨鑄鐵的球化處理，並進行孕育處理，處理後的化學成分要求為C 3.40， Si 2.20， Mn 0.20， P《0.03，
S 《0.02， Mg 0.03， Re 0.01， Cr 0.25，其餘為鐵；並且處理後所述的球墨鑄鐵中的石墨金相組織要求球化率2級以上，石墨大小6級以上，石墨數量〉100個/mm
3) 犁鏵造型澆注；
4) 等溫淬火處理
奧氏體化加熱 880°C,時間1.6h;等溫淬火處理 235°C,時間1.2h;回火處理 200°C，時間1.6h;
所得等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物為5機％，服c二53，衝擊韌度ou 40J/cm2
5) 清洗後檢査犁鏵的附鑄金相試塊，進行金相檢查和硬度檢査，同時對犁
鏵進行無損探傷，合格既得產品。
所得產品服c-53，衝擊韌度ou -'10J/cm2實施例2
一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵，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成份
C 3.80， Si2.80， Mn 0. 50， P《0. 03， S《0.02， Mg 0.04， Re 0.02，Cr 0.50，其餘為鐵；
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，石墨數量〉100個/mm2;
所述等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物為5wt%。
前述一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵的生產方法，包括如下步驟:1)生產球墨鑄鐵在感應電爐裡熔煉球墨鑄鐵鐵水，該球墨鑄鐵原鐵水化
7學成份要求為(Wt%):
C 3.80， Si 1.80， Mn 0.50， P《0.03，S《0. 02， Cr 0.50，其餘為鐵；
2) 球墨鑄鐵的球化處理，並進行孕育處理，處理後的化學成分要求為
C 3.80， Si 2,80， Mn 0.50， P《0.03， S《0,02， Mg 0.04， Re 0.02，Cr 0. 50，其餘為鐵；
並且處理後所述的球墨鑄鐵中的石墨金相組織要求球化率2級以上，石墨大小6級以上，石墨數量〉100個/腿2;
3) 犁鏵造型澆注；
4) 等溫淬火處理
奧氏體化加熱 920°C，時間1.4h;等溫淬火處理 280°C，時間0.8h;回火處理 200°C，時間1.4h;
所述等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物為19. 9wt%;服c二58;衝擊韌度oik llj/cm2
5) 清洗後檢査犁鏵的附鑄金相試塊，進行金相檢查和硬度檢查，同時對犁
鏵進行無損探傷，合格既得產品。
所得產品服c-:58;衝擊韌度ou :llj/cm2。
實施例3
一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵，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成份
C 3.56， Si 2.62， Mn 0.22，P 0.024， S 0.015，Mg 0.038， Re 0.014， Cr 0. 30， 其餘為鐵；
所述的球墨鑄鐵中的石墨金相組織為球化率2級，石墨大小7級，石墨數量200個/mm、
所述等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物為10wt%。前述一種帶有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵犁鏵的生產方法，包括如下步驟:
1) 生產球墨鑄鐵在感應電爐裡熔煉球墨鑄鐵鐵水，該球墨鑄鐵原鐵水化學成份要求為(Wt%): t
C 3.80， Si 1.80， Mn 0.50， P《0.03，S《0. 02， Cr 0.30，其餘為鐵；
2) 球墨鑄鐵的球化處理，並進行孕育處理，處理後的化學成分要求為C 3.56， Si 2.62， Mn 0.22， P 0.024， S 0.015，
Mg 0.038， Re 0.014， Cr 0.30， 其餘為鐵；
並且處理後所述的球墨鑄鐵中的石墨金相組織為球化率2級，石墨大小7級，石墨數量200個/mm2;
3) 犁鏵造型澆注；
4) 等溫淬火處理
奧氏體化加熱 900°C，時間1.5h;等溫淬火處理 255°C，時間lh;回火處理 200°C，時間1. 5h;
所述等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；
所述碳化物為10wt%;
5) 清洗後檢查犁鏵的附鑄金相試塊，進行金相檢査和硬度檢査，同時對犁
鏵進行無損探傷合格既得產品。
所得產品HRc-:-55;衝擊韌度ou :21J/cm2。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。
權利要求
1、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，其特徵在於該球墨鑄鐵包括下列重量百分比的化學成份C 3.40～3.80，Si 2.20～2.80，Mn 0.20～0.50，P ≤0.03，S ≤0.02，Mg 0.03～0.04，Re 0.01～0.02，Cr 0.25～0.50，其餘為鐵；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，石墨數量＞100個/mm2；所述等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物＜20wt％。
2、 一種帶有碳化物的等溫淬火球鐵犁鏵的生產方法，其特徵在於，包括如 下步驟1) 生產球墨鑄鐵熔爐裡熔煉球墨鑄鐵鐵水，該球墨鑄鐵原鐵水化學成份 重量百分比要求為C 3.40 3.80， Si 1.60 1.80， Mn 0. 20 0. 50， P《0.03， S 《0.02， Cr 0. 25 0. 50， 其餘為鐵；2) 對球墨鑄鐵的進行球化處理，並進行孕育處理，處理後的化學成分要求為C 3.40 3. 80， Si 2. 20 2. 80， Mn 0. 20 0. 50， P《0. 03， S《0. 02， MgO. 03 0. 04， Re 0, 01 0. 02， CrO. 25 0. 50， 其餘為鐵； 並且處理後所述的球墨鑄鐵中的石墨金相組織要求球化率2級以上，石 墨大小6級以上，石墨數量〉100個/mm2;3) 犁鏵造型澆注；4) 等溫淬火處理進行奧氏體化加熱、等溫淬火處理和回火處理工藝；所 得等溫淬火球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物〈20wt呢；5) 清洗後檢査犁鏵的附鑄金相試塊，進行金相檢査和硬度檢査，同時對犁 鏵進行無損探傷，合格既得產品。
3、根據權利2所述的一種帶有碳化物的等溫淬火球鐵犁鏵的生產方法，其特徵在於步驟4)中，奧氏體化加熱溫度和時間分別為880°C 920°C，時間 1.4 1.6h;等溫淬火處理溫度和時間分別為235°C 280°C，時間0.8 1.2h; 回火處理溫度和時間分別為200°C，時間1.4 1.6h。
全文摘要
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成份C 3.40～3.80，Si 2.20～2.80，Mn 0.20～0.50，P≤0.03，S≤0.02，Mg 0.03～0.04，Re 0.01～0.02，Cr 0.25～0.50，其餘為鐵；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，石墨數量＞100個/mm2；所述球墨鑄鐵的基體是馬氏體+下貝氏體+殘餘奧氏體+碳化物；所述碳化物＜20wt％；本發明具有如下有益效果本發明改變了過去採用低合金鋼精鑄犁鏵的傳統工藝；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，大大降低農業生產成本。
文檔編號C21D1/20GK101589661SQ20091008845
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月1日 優先權日2009年7月1日
發明者王懷林 申請人:宣化冶金工業有限責任公司