高磷鑄鐵閘瓦成分分析

    高磷鑄鐵閘瓦，在配料時采用高磷低硅的配方， 使得避開高磷白脆區，并使用點狀石墨鑄鐵變質方法進行處理，從而達到在保持現行閘瓦耐磨的前提下，較大幅度地提高閘瓦的強度和韌性。并且采用普通的沖天爐熔煉，成本低廉。
    目前，機車上的制動閘瓦一般使用高磷耐磨鑄鐵。這種高磷鑄鐵閘瓦的優點是耐磨，但性脆。隨著鐵路運輸的發展，機車速度越來越快。當機車速度達到200KM/h的時候，使用現行的高磷鑄鐵閘瓦是危險的。因此，最近人們在閘瓦鑄造時里層夾上鋼板，以提高強度，這種做法成本高，而且抗壓強度提高不大，僅為7～9Kg。國內外學術界均認為，磷在鑄鐵中的行為必然是脆的，有人試圖用細化鑄鐵共晶團組織，分散磷共晶，但未取得預期效果。
    本鑄鐵閘瓦是一種高磷鑄鐵閘瓦，這種高磷鑄鐵閘瓦在保持耐磨的同時，其強度和韌性較現行的中磷鑄鐵閘瓦有較大幅度的提高。它是這樣實現的：在化學組成上，采用高磷低硅配方的措施，改變傳統的高磷高硅配方，避開高磷白脆區，使其強度和韌性提高。
    下面結合實施例詳細描述：金屬熔煉設備采用沖開爐，金屬爐料是生鐵，廢鋼、硅鐵、磷鐵。生鐵的含硫量低于0.10%，廢鋼要求不含其它鉻、鎳等合金元素，硅鐵的含硅量為75%，磷鐵含磷25～40%，以上述爐料加入沖天爐，加料時，必須控制C、Si、Mn、P、S五個元素的百分含量在下述范圍之內：C  Si  Mn  P  S2.6～3.2  0.8～1.2  0.5～0.7  2.5～3.5  <0.10同時要特別注意，當P含量高時，Si的含量一定要低，以使得配方不落在實驗曲線的高磷白脆區。
    將按上述要求配好的金屬爐料投放到沖天爐里進行常規熔煉，鐵水溫度控制在1380～1400℃，再采用本人提出的點狀石墨鑄鐵及其制造方法加入稀土鎂合金、硅鈣、鉍三種爐前變質材料進行爐前變質處理，稀土鎂合金為7-7或7-8硅鈣含鈣50%，鉍的純度為99.9%。通過變質處理，使得共晶團細化，石墨形態改變，從而使P共晶細化均勻分布。然后澆鑄成型而得到一種高強度、高韌性的高磷鑄鐵閘瓦。
    本高磷鑄鐵閘瓦的機械性能和金相組織如下：
    1、機械性能：實物抗壓強度  18～22Kg實物撓度  4～6%試板抗彎強度 200～250N/mm2試板撓度  5～8%硬度（HB）  300～320
    2、金相組織點狀石墨+珠光體+均勻分布分散磷共晶本發明具有下述優點：1、在保持耐磨性和防止閘瓦產生火花噴射的前提下，較之現有機車閘瓦，強度和韌性有較大幅度提高。可以防止高速制動下產生斷裂。
    3、制造方法簡單、成本低廉。