耐磨铸铁

耐磨铸铁

耐磨铸铁

在润滑条件下,具有摩擦系数小,在工作中磨损少、动力消耗小等特点的铸铁,亦称为减磨铸铁。用于机床床身、导轨、拖板、发动机缸套、活塞,各种滑块、轴承等。常见耐磨铸铁有磷系、钒钛系、稀土系、铬钼铜系、硼系、锑系铸铁等。因此通常加入有铬、钼、钒、钛、铜、磷、硼等合金元素。耐磨铸铁中的硬化相对耐磨性有显著影响。硬化相在基体中起支撑骨架的作用,要求不仅具有较高硬度,而且应不易从基体中剥落。加入合金元素多在于形成硬化相来提高耐磨性。

磷系铸铁常见有中磷铸铁、高磷铸铁、稀土磷铸铁、磷铜钛铸铁和磷钒铸铁。当灰口铸铁中含磷量超过0.3%时,就会在组织中出现硬而脆的磷共晶,当这些断续网状的磷共晶均匀分布时,就起着支撑骨架的作用存在于铸铁基体中,提高了耐磨性。重要的问题在于磷共晶的控制,理想的磷共晶应是断续、碎网状、细小而均匀分布的。为了得到这种结构,控制含磷量是极其重要的,通常含磷量控制在00.4%~0.6%。这种铸铁的耐磨性比普通灰口铸铁高l~2倍。适用做机床床身等零件。这种铸铁,熔炼方便,由于磷降低了液相线及共晶温度,从而延长了保持液态时间,流动性较好。

钒钛系铸铁常见有钒钛铸铁、磷钒钛铸铁、磷铜钒钛铸铁、稀土钒钛铸铁。钒是强烈形成碳化物的元素,能形成VC、V2C、V4c3等,其中Vc硬度为2800HV。钒能细化石墨,有促进形成珠光体的作用。钛也能形成碳化物,与碳氮亲和力极强。钛的碳化物有很高的硬度,如Tic硬度为3200HV。钒钛的碳化物呈细小的质点分布于基体组织中,使铸铁耐磨性能大大提高。除稀土钒钛铸铁中钒和钛的含量高一些外,一般钒的含量控制在0.2%~0.4%,钛的含量控制在0.1%~0.2%。钒钛中国原料来源多、熔炼方便、铁水流动性较好,但铸件缩松倾向比较大,铸造应力比孕育铸铁大而比磷铜钛铸铁小。钒钛铸铁的耐磨性比灰口铸铁高2倍。也多用于机床床身等。

铬系铸铁常见有铬铜铸铁、铬铜磷铸铁、铬铜钼铸铁。铬是强烈碳化物稳定元素,形成Fe—Cr—C复杂化合物。每加入铬0.1%可使铸铁硬度提高8~10HBS,加入铬0.2%~0.7%可提高耐磨性,铬常与铜、钼并用。加入铜0.5%能阻碍凝固过程的石墨化,使组织紧密,细化珠光体和石墨。钼能形成固溶体和使共析碳分量增加,也能提高耐瞎性。这种铸铁的耐磨性比灰口铸铁也高1倍。适用于机床、缸套、齿轮等。

锑系铸铁常见有锑铸铁、锑铜铸铁、稀土锑铜铸铁和锑磷铸铁。锑能强烈促进形成珠光体。含锑量一般在0.03%~0.07%之间。熔化方便。耐磨性高于铬铜铸铁和镍铬铸铁。常用于轴套、滑块、螺母等。

硼系铸铁常见有硼铸铁、硼铬铸铁、硼铜钼贝氏体铸铁。硼是强烈碳化物形成元素,强化珠光体。含硼高于0.017%时析出硼的碳化物,并随硼的增加,显微硬度亦随之增加。当含硼达0.027%时,硬度达920Hv;硼达0.08%时硬度达1150HV。硼与钒、铬、钼等并用时,能提高硼的碳化物硬度,与珠光体和石墨组成优越的耐磨组织。硼系铸铁化学成分对其组织和力学性能影响很大,不同零件和不同工艺条件应合理选择。硼铸铁公认是一种优良的耐磨铸铁,应用范围正在不断扩大,可用于制造内燃机缸套、活塞环、机床导轨、火车闸瓦、水泵叶轮等。含硼铸铁机床导轨的耐磨性比一般灰口铸铁高4~6倍,比含磷铸铁高2~3倍。选用耐磨材料时,首先应搞清零件工作条件和磨损类型;还要结合国情和经济条件。

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