一种高强度高硬度高铬铸铁板锤及其制备方法.pdf

本发明公开了一种高强度高硬度高铬铸铁板锤及其制备方法，其各化学成分及质量百分比为：Cr 23.4-29.8、Ni 4.2-5.6、Mo 1.2-1.8、Si 1.8-2.6、C 3.2-4.0、Mn 0.25-0.45、Zr 1.4-2.2、Ti 1.0-1.5、Ta 0.3-0.7、Mg 0.5-1.0、Cu 0.4-0.6、Al 0.3-0.5、Nd 0.05-0.1、Er0.03-0.06、S≤0.03、P≤0.06，余量为Fe。本发明制得的铸铁板锤综合性能良好，既有高的机械强度，又有高的硬度和耐磨性，且生产工艺简单，效率高，成本低，经久耐用，安全可靠，具有广阔的市场前景。

权利要求书
1.  一种高强度高硬度高铬铸铁板锤，其特征在于，其各化学成分及质量百分比为：Cr23.4-29.8、Ni4.2-5.6、Mo1.2-1.8、Si1.8-2.6、C3.2-4.0、Mn0.25-0.45、Zr1.4-2.2、Ti1.0-1.5、Ta0.3-0.7、Mg0.5-1.0、Cu0.4-0.6、Al0.3-0.5、Nd0.05-0.1、Er0.03-0.06、S≤0.03、P≤0.06，余量为Fe。

2.  一种如权利要求1所述的高强度高硬度高铬铸铁板锤的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、废铁、生铁和铬铁熔清，再依次加入镍铁、钼铁、锰铁、钛铁、铜、钽，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前8-12min内先后加入硅铁和锆铁，在出炉前3-5min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1530-1570℃；
（2）在包内冲入稀土镁硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行200-300℃的预热，变质孕育处理温度为1495-1525℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静5-8min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1440-1470℃；
（3）将上述得到的铸铁进行热处理：先加热至930-970℃，保温2-4h，水冷淬火后再在360-420℃下回火5-8h，然后加热至680-740℃，保温1-2h，再加热至1040-1120℃，保温4-5h，空冷淬火后再在240-280℃下回火4-6h，空冷至室温即可。

说明书一种高强度高硬度高铬铸铁板锤及其制备方法
技术领域
本发明涉及铸铁材料技术领域，具体涉及一种高强度高硬度高铬铸铁板锤及其制备方法。
背景技术
破碎机是建筑、冶金、矿山、水泥等行业广泛使用的一种破碎机械设备。其中板锤是破碎机主要的磨损件，它在高速旋转中将物料击碎，与之同时工件表面承受物料的反作用力，工作环境十分恶劣，特别是在破碎高强度、高硬度的难破物料时，对材质的强韧性要求更高。虽然普通高铬铸铁具有较好的耐磨性，但是其强度和硬度不高，使用过程中板锤容易出现断裂现象，从而会引起停机停产，严重时还可能造成破碎机的损坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度高硬度高铬铸铁板锤及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高强度高硬度高铬铸铁板锤，其各化学成分及质量百分比为：Cr23.4-29.8、Ni4.2-5.6、Mo1.2-1.8、Si1.8-2.6、C3.2-4.0、Mn0.25-0.45、Zr1.4-2.2、Ti1.0-1.5、Ta0.3-0.7、Mg0.5-1.0、Cu0.4-0.6、Al0.3-0.5、Nd0.05-0.1、Er0.03-0.06、S≤0.03、P≤0.06，余量为Fe。
一种高强度高硬度高铬铸铁板锤的制备方法，包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、废铁、生铁和铬铁熔清，再依次加入镍铁、钼铁、锰铁、钛铁、铜、钽，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前8-12min内先后加入硅铁和锆铁，在出炉前3-5min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1530-1570℃；
（2）在包内冲入稀土镁硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行200-300℃的预热，变质孕育处理温度为1495-1525℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静5-8min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1440-1470℃；
（3）将上述得到的铸铁进行热处理：先加热至930-970℃，保温2-4h，水冷淬火后再在360-420℃下回火5-8h，然后加热至680-740℃，保温1-2h，再加热至1040-1120℃，保温4-5h，空冷淬火后再在240-280℃下回火4-6h，空冷至室温即可。
本发明的有益效果：
（1）本发明成分设计合理，在控制Cr含量在23.4-29.8%的基础上加入适量的Ni、Mo、Zr、Ta等多种元素，主要起到强化基体、细化组织的作用，从而提高合金的硬度和强度。
（2）本发明热处理工艺合理，可使高铬铸铁中初生奥氏体的稳定性下降，在随后的冷却过程中转变为马氏体组织，同时碳化物的形貌也显著改善，在力学性能方面则表现为较高的硬度和强度。
（3）本发明制得的铸铁板锤综合性能良好，既有高的机械强度，又有高的硬度和耐磨性，且生产工艺简单，效率高，成本低，经久耐用，安全可靠，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
一种高强度高硬度高铬铸铁板锤，其各化学成分及质量百分比为：Cr23.4-29.8、Ni4.2-5.6、Mo1.2-1.8、Si1.8-2.6、C3.2-4.0、Mn0.25-0.45、Zr1.4-2.2、Ti1.0-1.5、Ta0.3-0.7、Mg0.5-1.0、Cu0.4-0.6、Al0.3-0.5、Nd0.05-0.1、Er0.03-0.06、S≤0.03、P≤0.06，余量为Fe。
一种高强度高硬度高铬铸铁板锤的制备方法，包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、废铁、生铁和铬铁熔清，再依次加入镍铁、钼铁、锰铁、钛铁、铜、钽，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前8-12min内先后加入硅铁和锆铁，在出炉前3-5min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1530-1570℃；
（2）在包内冲入稀土镁硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行200-300℃的预热，变质孕育处理温度为1495-1525℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静5-8min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1440-1470℃；
（3）将上述得到的铸铁进行热处理：先加热至930-970℃，保温2-4h，水冷淬火后再在360-420℃下回火5-8h，然后加热至680-740℃，保温1-2h，再加热至1040-1120℃，保温4-5h，空冷淬火后再在240-280℃下回火4-6h，空冷至室温即可。
经检验，产品化学成分为：Cr25.62%、Ni4.98%、Mo1.51%、Si2.07%、C3.63%、Mn0.38%、Zr1.72%、Ti1.11%、Ta0.52%、Mg0.75%、Cu0.56%、Al0.44%、Nd0.062%、Er0.047%、S0.022%、P0.048%，余量为Fe。力学性能为：抗弯强度：906MPa，硬度：76.3HRC，冲击韧性：19.8J/cm2。