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1、10申请公布号CN102051545A43申请公布日20110511CN102051545ACN102051545A21申请号201110007458622申请日20110114C22C47/02200601C22C47/08200601C22C49/08200601C22C49/14200601C22C37/10200601C22C111/00200601C22C121/0220060171申请人南京信息工程大学地址210044江苏省南京市浦口区宁六路219号72发明人王玲赵浩峰刘玲74专利代理机构南京汇盛专利商标事务所普通合伙32238代理人张立荣54发明名称一种耐磨耐热麻口铸铁材料及制备。
2、方法57摘要本发明提供一种耐磨耐热麻口铸铁材料及其制备方法，该材料具有良好的性能。其制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该耐磨耐热麻口铸铁材料以麻口铸铁为基体，在基体中分布着由铁丝形成的金属丝团，所用铁丝直径为022MM，金属丝团的直径为1015CM，铁丝占材料的体积百分比为540。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN102051551A1/1页21一种耐磨耐热麻口铸铁材料，该材料以麻口铸铁为基体，在基体中分布着由铁丝形成的金属丝团，所用铁丝直径为022MM，金属丝团的直径为1015CM，铁丝占材料的体积百分比为540；麻。
3、口铸铁基体的化学成分的重量百分含量C为263，SI为2124,MN为0304,GD为051,P008,S025,其余为FE；铁丝的化学成分的重量百分含量为C为008012，SI为0305,MN为03050,P002,S0025,其余为FE。2根据权利要求1所述的耐磨耐热麻口铸铁材料，其特征在于所述基体中还分布有化合物CO3C、CO2SI、CR3SI和CR23C6颗粒。3一种耐热麻口铸铁材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤镀铬铁丝和镀钴铁丝的准备取直径为12MM、成分重量百分含量C为008012，SI为0305,MN为03050,P002,S0025,其余为FE的铁丝，控制铁丝占材料的体积百。
4、分比为540；按常规方法在一半铁丝表面分别镀铬，另一半铁丝表面镀钴，分别形成镀铬铁丝和镀钴铁丝；镀层的厚度均为100500微米，按清洁球生产的常规方法将上述镀铬铁丝和镀钴铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团，金属丝团直径为1015CM，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝团的松紧程度由铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待铁水浇注；麻口铸铁材料基体的准备按重量百分含量C为263，SI为2124,MN为0304,GD为051,P008,S025,其余为FE的麻口铸铁原料进行配料；麻口铸铁原料在感应电炉中熔化,形成液态铁水，。
5、熔化温度为14601490；将上述麻口铸铁铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态铁水将镀铬铁丝和镀钴铁丝包围，然后冷却凝固，形成以麻口铸铁为基的其中分布有金属丝团的材料。权利要求书CN102051545ACN102051551A1/4页3一种耐磨耐热麻口铸铁材料及制备方法技术领域0001本发明属于金属材料领域，涉及一种耐磨耐热麻口铸铁材料及其制备方法。背景技术0002在金属材料领域中,耐磨耐热铸铁作为低成本耐磨耐热材料一直受到普遍重视。0003张山纲等在铸造技术2003年第2期研究了低合金抗磨麻口铸铁的设计与制备。试验材料的主要化学成分叫为2535C；1020SI；0515MN；0520COCU。
6、；小于10CR、MO。但是麻口铁主要由渗碳体组成，渗碳体虽硬但脆。材料的韧性低。不利于材料耐磨耐热性能的提高。0004CN200610163305X号申请公开一种高温强度和抗氧化性改善的高硅铁素体耐热铸铁，包括2538WT的C、5070WT的SI、0208WT的MN、005WT或更少的P、002WT或更少的S、0512WT的MO、01WT或更少的CO、05WT或更少的V、00101WT的CR、005WT或更少的SB、和余量FE。该铸铁使用了尽管使用了不少稀贵元素如MO、CO、V等，但使用了大量的硅，材料的韧性和抗拉强度都受到了很大的限制。发明内容0005本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一。
7、种耐磨耐热麻口铸铁材料，该材料具有良好的性能。0006本发明的另一目的是提供一种耐磨耐热麻口铸铁材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。0007本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种耐磨耐热麻口铸铁材料，该材料以麻口铸铁为基体，在基体中分布着由铁丝形成的金属丝团，所用铁丝直径为022MM，金属丝团的直径为1015CM，铁丝占材料的体积百分比为540；麻口铸铁基体的化学成分的重量百分含量C为263，SI为2124,MN为0304,GD为051,P008,S025,其余为FE；铁丝的化学成分的重量百分含量为C为008012，SI为0305,MN为03050,P002,S0。
8、025,其余为FE。0008基体中还分布有化合物CO3C、CO2SI、CR3SI和CR23C6颗粒。0009一种耐热麻口铸铁材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤镀铬铁丝和镀钴铁丝的准备取直径为12MM、成分重量百分含量C为008012，SI为0305,MN为03050,P002,S0025,其余为FE的铁丝，控制铁丝占材料的体积百分比为540；按常规方法在一半铁丝表面分别镀铬，另一半铁丝表面镀钴，分别形成镀铬铁丝和镀钴铁丝；镀层的厚度均为100500微米，按清洁球生产的常规方法将上述镀铬铁丝和镀钴铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团，金属丝团直径为1015CM，将若干金属丝团放入铸型下。
9、型型腔中，金属丝团的说明书CN102051545ACN102051551A2/4页4松紧程度由铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待铁水浇注；麻口铸铁材料基体的准备按重量百分含量C为263，SI为2124,MN为0304,GD为051,P008,S025,其余为FE的麻口铸铁原料进行配料；麻口铸铁原料在感应电炉中熔化,形成液态铁水，熔化温度为14601490；将上述麻口铸铁铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态铁水将镀铬铁丝和镀钴铁丝包围，然后冷却凝固，形成以麻口铸铁为基的其中分布有金属丝团的材料。0010本发明相比现有技术的有益。
10、效果如下1、本发明的材料中铁丝自身具有相当的强度和较高的韧性。铁丝和麻口铁的基体都是铁。因此铁丝和麻口铁很容易结合起来，形成很好的冶金结合。这样，铁丝分布在脆性麻口铁中，对材料具有很好的增强增韧作用。00112、当铁水进入铸型型腔与铁丝接触，铁丝表面的CO和CR熔于铁水，铁水中的C、SI和铁丝表面的CO和CR反应形成CO2SI、CR3SI、CO3C和CR23C6，促进铁水中的C以碳化物的形式析出，这些反应物比渗碳体硬度更高。形成的这种特殊化合物进一步提高了材料的耐磨耐热性。00123、GD对麻口铁的组织具有显著细化的作用，对于麻口铁的增韧有重要的作用。另外C和GD也会形成C和GD化合物GD2C。
11、，分布于基体中也有助于材料耐磨耐热性的提高。本发明材料中P、S为中的杂质，控制在允许的范围。00134、本发明的材料不用贵重元素，主要合金元素又铁丝带入，铁丝材料成本低，制备工艺简便，生产成本低，生产的合金材料性能好，而且非常便于工业化生产。0014本发明的材料性能见表1。附图说明0015图1为本发明实施例一制得的耐磨耐热麻口铸铁材料的金相组织。0016图1可以看到在麻口铸铁与铁丝结合良好。具体实施方式0017以下各实施例仅用作对本发明的解释说明，其中的重量百分比均可换成重量G、KG或其它重量单位。以下铁丝均为市购，镀层自制。0018实施例一镀铬铁丝和镀钴铁丝的准备取直径为1MM、成分为C为0。
12、08，SI为03,MN为03,P002,S0025,其余为FE的铁丝。控制铁丝占材料的体积百分比为5。0019按常规方法在一半铁丝表面分别镀铬，另一半铁丝表面镀钴，分别形成长度相当的镀铬铁丝和镀钴铁丝；镀层的厚度均为100微米；按清洁球生产的常规方法将上述镀铬铁丝和镀钴铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团（两根丝同时成形，形成双丝金属丝团，成型可按洗碗用的清洁球或称钢丝球的方法制作），金属丝团直径为15CM，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝团的松紧程度由铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的说明书CN102051545ACN102051551A3。
13、/4页5上型盖于下型上，合箱完毕后等待铁水浇注；麻口铸铁材料基体的准备按重量百分含量C为26，SI为21,MN为03,GD为05,P008,S025,其余为FE的麻口铸铁原料进行配料；麻口铸铁原料在感应电炉中熔化，熔化温度为14751485；将上述麻口铸铁铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态铁水将镀铬铁丝和镀钴铁丝包围，然后冷却凝固，形成以麻口铸铁为基的其中分布有金属丝团的材料。0020实施例二麻口铸铁材料基体成分按重量百分含量C为3，SI为24,MN为04,GD为1,P008,S025,其余为FE进行配料。0021铁丝成分为C为012，SI为05,MN为050,P002,S0025,其余为F。
14、E。铁丝直径为2MM。控制铁丝占材料的体积百分比为40。0022按常规方法取上述一半铁丝表面分别镀铬，另一半铁丝表面镀钴，分别形成长度相当的镀铬铁丝和镀钴铁丝；镀层的厚度均为500微米。按清洁球生产的常规方法制作带镀层的两种金属丝混合的双丝金属丝团，金属丝团直径为12CM。0023制备过程同实施例一。0024实施例三麻口铸铁材料基体成分按重量百分含量C为28，SI为22,MN为035,GD为08,P008,S025,其余为FE进行配料。0025铁丝成分为C为009，SI为04,MN为04,P002,S0025,其余为FE。铁丝直径为12MM。铁丝占材料的体积百分比为3。0026按常规方法取上述。
15、一半铁丝表面分别镀铬，另一半铁丝表面镀钴，分别形成长度相当的镀铬铁丝和镀钴铁丝；镀层的厚度均为300微米。按清洁球生产的常规方法制作带镀层的两种金属丝混合的双丝金属丝团，金属丝团直径为12CM。0027制备过程同实施例一。0028对比实施例四原料配比不在本发明范围内的实例麻口铸铁材料基体成分按重量百分含量C为23，SI为1,MN为01,GD为01,P008,S025,其余为FE进行配料。0029铁丝成分为C为002，SI为02,MN为02,P002,S0025,其余为FE。铁丝直径为08MM。铁丝占材料的体积百分比为4。铁丝表面不镀钴，也不镀铬。按清洁球生产的常规方法制作双丝（二股铁丝）金属丝。
16、团，金属丝团直径为12CM。0030制备过程同实施例一。0031对比实施例五原料配比不在本发明范围内的实例麻口铸铁材料基体成分按重量百分含量C为4，SI为28,MN为05,GD为2,P008,S025,其余为FE进行配料。0032铁丝成分为C为02，SI为06,MN为06,P002,S0025,其余为FE。铁丝直径为3MM。铁丝占材料的体积百分比为45。0033按常规方法取上述一半铁丝表面分别镀铬，另一半铁丝表面镀钴，分别形成镀铬铁丝和镀钴铁丝；镀层的厚度均为600微米。按清洁球生产的常规方法制作两种带镀层的金属丝混合的双丝金属丝团，金属丝团直径为12CM。说明书CN102051545ACN1。
17、02051551A4/4页60034制备过程同实施例一。0035表1由上表可见，本发明的材料中麻口铁和铁丝的化学成分中C、SI、MN增加，利于材料硬度的提高。但是过多，会降低基体材料的脆性。P和S增加，也会降低基体材料的韧性。0036本发明的麻口铁中GD的增加不仅利于硬度的提高，而且也有利于韧性提高。但是，过多导致GD和C化合物的增加，降低材料的韧性。0037铁丝体积百分比的增加，利于材料韧性的提高。但是过多，降低了材料的硬度，因此也降低了材料的耐磨耐热性。0038材料中镀钴和镀铬层的厚度增加，利于铁水的合金化,可提高材料的耐磨耐热性；但是过多，钴和铬不易在短时熔入铁水，造成元素的浪费。说明书CN102051545ACN102051551A1/1页7图1说明书附图CN102051545A。