本發(fā)明專利涉及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種擋礦板及其加工工藝。
背景技術(shù)：
球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復雜，強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。用球墨鑄鐵鑄造技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有高強度、高韌性和低價格等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域。球墨鑄鐵具有高強度的塑韌性，其在國內(nèi)外發(fā)展非?？?，產(chǎn)量已經(jīng)超過鑄鋼和可鍛鑄鐵，成為僅次于灰鑄鐵的鑄造合金材料。
擋礦板安裝使用條件比較惡劣，承受高溫、臺車運行翻轉(zhuǎn)具有較大的沖擊力，現(xiàn)有產(chǎn)品壽命短，耐沖擊性能差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)進行改進，本發(fā)明提供一種擋礦板及其加工工藝，本發(fā)明提供的加工方法具有經(jīng)濟性好的優(yōu)點，通過該加工方法獲得的擋礦板具有耐沖擊性能好，耐高溫的優(yōu)點。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種擋礦板，所述擋礦板的化學成分的重量百分比包括：3.10％≤C≤3.90％，2.00％≤Si≤3.40％，0.20％≤Mn≤0.90％，0.2％≤Mo≤0.4％，0％≤Cu≤0.6％，0％≤Ni≤0.6％，余量為鐵。
優(yōu)選的，所述擋礦板的化學成分按重量百分比包括：所述擋礦板的化學成分按重量百分比包括：3.6％≤C≤3.8％，2.5％≤Si≤2.9％，0％≤Mn≤0.3％，0.3％≤Mo≤0.4％，0.5％≤Cu≤0.6％，0.4％≤Ni≤0.6％，余量為鐵。
優(yōu)選的，所述擋礦板的化學成分按重量百分比包括：C＝3.8％，Si＝2.8％，Mn ＝0.3％，Mo＝0.4％，Cu＝0.6％，Ni＝0.6％，余量為鐵。
一種擋礦板的加工工藝，其特征在于，所述一種擋礦板的加工工藝為：
1)將生鐵，廢鋼，廢球墨鑄鐵，鉬鐵，硅鐵和稀土合金混合，得到混合物；
2)將所述混合物放入500Kg中頻電爐進行熔煉，熔煉得到的鐵水經(jīng)熔清去渣后轉(zhuǎn)移至鐵水包；
3)使用沖入法對鐵水進行球化；
4)將所述球化后的鐵水進行澆注，得到預制件；
5)對所述預制件進行熱處理，得到一種擋礦板，所述擋礦板的化學成分按重量百分比包括：C＝3.8％，Si＝2.8％，Mn＝0.3％，Mo＝0.4％，Cu＝0.6％，Ni＝0.6％，余量為鐵。
優(yōu)選的，所述原料熔煉步驟中生鐵、廢鋼、廢球墨鑄鐵、鉬鐵、硅鐵和稀土合金的重量比為：6.25∶1.6∶2∶(0.013-0.015)∶(0.02-0.04)∶(0.015-0.02)。
優(yōu)選的，所述球化劑與鐵水的質(zhì)量比為1.5:100，球化劑粒度大小為5-10mm。
優(yōu)選的，所述球化工藝為：將干燥預熱后的球化劑加入鐵水包底部，球化劑覆蓋1.5-2.5kg硅鐵，再覆蓋鐵屑后將其壓實并壓上6mm厚的鋼板，將鐵水從鐵水包底部的另一側(cè)加入，對所述鐵水進行球化處理。
優(yōu)選的，所述鐵水的出爐溫度為1520℃-1580℃，澆注溫度為1410℃-1460℃，且自鐵水出爐、進行球化工藝、澆注完畢，共用時小于或等于4分30秒。
優(yōu)選的，所述熱處理工藝為：
1)將所述預制件升溫至800-850℃；
2)將所述預制件保溫2-3小時；
3)將所述預制件爐冷卻至室溫。
本發(fā)明提供一種擋礦板及其加工工藝，本發(fā)明提供的加工方法具有經(jīng)濟性好的優(yōu)點，通過該加工方法獲得的擋礦板具有耐沖擊性能好，耐高溫的優(yōu)點。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
碳：在鑄鐵中C含量在2.0質(zhì)量％以下，容易生成碳化物，在4.0質(zhì)量％以上，引起石墨析出，影響球化質(zhì)量，降低鑄鐵的強度及韌性。因此，3.10％≤C≤3.90％。
硅：Si具有促進碳的石墨化及基體的鐵素體化的效果，當Si含量較大時，球墨鑄鐵的韌性降低，因此上限為4.0質(zhì)量％。為了進一步提高耐氧化性，因此2.00％≤Si≤3.40％。
錳：Mn是為了將材料的不可避免的雜質(zhì)即S以MnS的形式固定而使其無害化所需要的元素。但是，由于是基體的珠光體組織形成元素，因此0.20％≤Mn≤0.90％。
鉬：Mo是通過固熔于基體中來提高高溫下的抗拉強度及屈服應(yīng)力的元素，當Mo含量變多時，Mo與C結(jié)合而成生碳化物，硬度上升而延性降低。因此，0.2％≤Mo≤0.4％。
銅：球墨鑄鐵鑄件尺寸較大時，碳含量較低、澆注溫度較低，導致金相組織石墨球化不良，石墨球數(shù)少或石墨析出等問題，銅可以改善中心組織和石墨形態(tài)，促進珠光體的形成，有利于獲得均勻的組織，提高球墨鑄鐵鑄件的力學性能，銅的含量較大時，對石墨鑄鐵的退火不利，且會降低延展性因此，0％≤Cu≤0.6％。
鎳：有利于改善石墨鑄鐵的基體組織，提高硬度和強度，因鎳成本較高，因此0％≤Ni≤0.6％。
所述金屬的加工工藝為：
1)稱取原料：所述原料包括生鐵，廢鋼，廢球墨鑄鐵，鉬鐵，硅鐵和稀土合金， 所述原料重量比為：6.25∶1.6∶2∶(0.013-0.015)∶(0.02-0.04)∶(0.015-0.02)。；
2)熔煉：所述熔煉使用500Kg中頻電爐進行熔煉；
3)球化：所述球化工藝為：
a)球化劑干燥；
b)球化劑預熱；
c)球化劑投放；
4)爐前處理：包括合金化處理，化學成分檢測；
5)澆注，鐵水出爐溫度為1520℃-1580℃，澆注溫度為1410℃-1460℃。；
6)熱處理，所述熱處理工藝為：
a)將所述預制件升溫至800-850℃；
b)將所述預制件保溫2-3小時；
c)將所述預制件爐冷卻至室溫。
本發(fā)明所公開的一種球墨鑄鐵及其加工工藝，適用于重復利用鋼廠中的廢舊生鐵和廢舊球墨鑄鐵，為保證所得球墨鑄鐵的化學成分符合實際使用情況下的擋礦板鑄件的力學性能，對其加工工藝還應(yīng)做出如下限定：
為保證熔清后的鐵水的球化質(zhì)量，球化工藝中球化劑粒度大小應(yīng)為3-8mm；
為保證獲得的球墨鑄鐵的化學成分和力學性能符合實際需求，在澆注前應(yīng)對鐵水進行爐前檢測，其工藝為：
鐵水球化處理后，取樣化驗，檢測化學成分，澆注三角試塊，觀察斷口呈現(xiàn)的白口程度，初步判斷球化情況。球化處理后，在攪拌、倒包時，鐵液表面竄出火苗是鎂逸出燃燒的現(xiàn)象。火苗愈多愈長愈有力，球化愈好，判斷如下：
1)觀察火苗：
a)大火苗長度大于40mm，3個以上；小火苗多而有力，球化情況良好；
b)大火苗1-2個，夾有小火苗10個以上，球化情況稍好；
c)小火苗小于15mm，少而無力，球化情況一般(衰退快)；
d)看不見火苗，未球化；
2)觀察鐵液表面膜：
a)鐵液表面平靜，覆蓋一層氧化皺皮，溫度下降，浮皮五顏六色。鐵水包內(nèi)中心部位鐵水表面向上凸起，四周下沉，表明鐵水球化良好；
b)鐵水表面部分凸起，或凸起狀態(tài)不均勻，表明半球化；
c)表面翻騰嚴重，氧化皮極少，且集中在中央，表明未球化。
3)三角試塊：
a)試塊截面寬25mm×高50mm，冷至暗紅(600-700℃)，取出淬水，球化良好的特征：斷口銀白色，晶粒細，中心明顯縮松，三邊縮凹，懸擊有鋼音，浸水有電石味。
4)圓柱試棒：
直徑一般為鑄件最厚的0.8倍，長300mm。判斷與三角試片相似：斷口銀白色，晶粒細密，中心有縮松，則球化良好。
5)快速金相試樣：
試樣φ20×20或φ30×30，觀察端縮小為φ10-15；磨平拋光后按標準評定。
為保證澆注的預制件符合實際生產(chǎn)需要，避免鑄件出現(xiàn)氣孔、縮孔、裂紋、夾渣等鑄造缺陷，澆注工藝為：
制作白模，白模外形修補，因白模澆注的鑄鐵表面易產(chǎn)生缺陷，因此白模表面應(yīng)保留大于或等于5mm的加工余量。
澆注前對白模涂刷涂料，涂料經(jīng)烘干后進行對白模進行第二次噴涂，涂料厚度控制在2-3mm。
為保證每一澆注的預制件符合實際生產(chǎn)需要，注模過程中同箱澆注抗拉強度試棒，并對試棒進行化學成分及力學性能進行檢測分析。
為消除球化鑄鐵預制件的內(nèi)應(yīng)力，改善金屬組織以獲得更好的力學性能，熱處理工藝為：
a)將所述預制件升溫至800-850℃；
b)將所述預制件保溫2-3小時；
c)將所述預制件爐冷卻至室溫。
表1實施例1的試棒性能分析
實施例2-6
通過上述的一種擋礦板的加工方法，制備得到化學成分不同質(zhì)量百分比的實施例2-6，各實施例得到的擋礦板化學成分及試棒性能如下表所示：
表2實施例2-6的化學成分及對應(yīng)的試棒性能分析
鑄件石墨大部分呈團狀和球狀，余為團絮狀，球化率85-90％，達到球化三級或三級以上；基體組織珠光體數(shù)量≥85％。
本發(fā)明的球墨鑄鐵具有較高的高溫強度和良好的延展性。由此,能夠在800℃以上的溫度區(qū)域使用，且稀土元素需求量低，具有經(jīng)濟效益好的優(yōu)點。
在上述球墨鑄鐵中,優(yōu)選石墨的球化率為85％以上。通過使石墨的球化率為80％,能夠提高高溫下的抗拉強度和屈服應(yīng)力。使用上述的球墨鑄鐵制造的擋礦板的耐高溫強度和耐沖擊性優(yōu)良。根據(jù)本發(fā)明,通過形成上述組成,能夠以低成本制造高溫強度和耐沖擊性優(yōu)良并且具有優(yōu)良的延性的球墨鑄鐵。
本發(fā)明提供一種擋礦板及其加工工藝，本發(fā)明提供的加工方法具有經(jīng)濟性好的優(yōu)點，通過該加工方法獲得的擋礦板具有耐沖擊性能好，耐高溫的優(yōu)點。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。對于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。