專利名稱：多元合金耐磨鋼的制作方法
多元合金耐磨鋼技術領域-本發明涉及耐磨材料，尤其是一種多元合金耐磨鋼。
背景技術：
目前，礦山機械中的球磨機的襯板、破碎機的齒板，大都采 用耐磨性較好的高錳鋼材料。盡管高錳鋼材料耐磨性而韌性好， 但在使用過程中壽命較短，使用效果不太理想。因為耐磨性不是 鋼的固有性能，而是鋼在一個磨損系統中的性能，它既受鋼固有 性能如硬度、韌性和強度的影響，又受磨損工況的影響，如在強 烈沖擊磨損工況，高錳鋼表層加工硬化，有較好的耐磨性，但在 沖擊較小或無沖擊的磨損工況，高錳鋼表層得不到加工硬化，則 耐磨性較差。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種具有高硬度、高耐磨 性以及良好的韌性，特別適合制作破碎機齒板的多元合金耐磨 鋼。解決上述問題采用的技術方案是 一種多元合金耐磨鋼，其 所含化學成分及所占的重量份數是碳0.8 1.0份，錳6 8份，鉻0.3 0. 5份，鉬0.1 0. 3份，硅0.3 0. 5份，鈦微量，稀土 硅微量，硫磷0 0.04份，其余為鐵。碳是影響鋼中各項性能的主要因素，能促使形成單項奧氏 體，固溶強化，以保證高標的力學性能。雖然含碳量的增加，強 度、硬度、耐磨性也隨之增強，但同時脆性也增加，所以合適的 含碳量決定著材料的好壞。經試驗證明，本技術方案中碳含量應 選擇0.8 1.0份之間，即能得到半奧氏體組織，又有部分馬氏體 組織，使碳化物形成彌散度高、顆粒細小的合金碳化物。錳在奧氏體鋼中的作用為穩定奧氏體組織。錳和碳都能使奧氏體穩定提高，錳碳元素的合理配合決定了中錳鋼的組織性能， 從基體組織碳化物的形成、加工硬化綜合考慮，為了能得到奧氏 體基體，錳含量應控制在6 8份之間。這樣既能保證有奧氏體的基體，又能在奧氏體的晶面上布滿顆粒細小的合金碳化物MeC3， 從而保證該材料具有高的硬度、高的耐磨性和良好的韌性。鉻能顯著提高鋼的淬透性，能提高鋼種的屈服強度，減少鑄 件在使用過程中的流變和變形，鉻和碳具有較好的親和力，形成 合金碳化物強化的基體，同時還能細化晶粒。鉻的含量應選擇在 0.3 0. 5份之間。硅能顯著提高固溶強化作用，使鋼的回火溫度提高而獲得較 高的韌性。硅的加入對M3點及殘余奧氏體量基本無影響，硅的 加入量以0.3 0. 5份較為合適。鈦和碳有較好的親和力，易形成合金碳化鈦，對提高材料的 耐磨性和硬度作用明顯，同時能進一步細化晶粒，鈦含量微量即 可。稀土硅能改善夾雜物的形態，凈化晶界，細化晶粒，提高韌 性和耐磨性，稀土硅含量微量即可。硫磷降低材料的力學性能，并增大鑄件在鑄造及熱處理過程 中的開裂傾向，硫磷控制在較底含量，不大于0.04份即可。綜上所述，本發明與現有技術相比，其突出的優點是① 多元合金耐磨鋼屬于水淬半奧氏體、半馬氏體鋼，淬透性 好，特耐磨而韌性好，鑄造工藝和熱處理工藝簡單，無特殊要求。② 用其制成的破碎機齒板，性能指標遠高于高錳鋼材料，使 用壽命是高錳鋼齒板的3 4倍。
具體實施例方式
以下結合實施例詳述本發明。本實施例所述的多元合金耐磨鋼，采用KGDS-100-1可控硅酸性中頻感應電爐溶煉制得。1、溶煉爐料包括廢鋼、鐵合金等按其化學成分及吸收率， 以最終產品所含化學成分及所占重量份數:碳0.8 1. 0份、錳6 8份、鉻0.3 0. 5份、鉬0.1 0. 3份、硅0.3 0. 5份、鈦微量、稀土硅微量、硫磷0 0.04份、其余為鐵，進行配料以控制合金鋼的成份。鉻、鉬合金隨爐加入，其它待爐料全溶化依次加入。出鋼后用罐式強制直入式加入稀土硅，出鋼溫度控制在1550°C。
2、 造型材料選用石英砂，目數40 100目，混砂機用S119型，采用干法造型，C02氣體硬化，用氧氣、乙炔加熱烤箱
3、 試塊檢查試塊做成10X10X100 mm試樣毛坯，隨爐一起澆注而成，以備檢驗。
4、 熱處理采用水韌處理。加熱設備為燃煤反射爐，回火設備用RTX-90-9T箱式電阻爐。水韌處理介質為普通水，水溫<5CTC。
5、 金相組織鑄造后，觀察其金相顯微組織，明顯與高錳
鋼不同沿奧氏體晶界分布著顆粒狀的合金碳化物，而高錳鋼是大顆粒的碳化物，并有針狀碳化物，另外還有網狀組織；水韌處理后的組織，明顯改善在奧氏體晶面上，布滿均勻細小的合金碳化物。不但增強了耐磨性，減小脆性，而且韌性大大提高，是非常理想的金相組織。
權利要求
1、一種多元合金耐磨鋼，其所含化學成分及所占的重量份數是碳0.8～1.0份，錳6～8份，鉻0.3～0.5份，鉬0.1～0.3份，硅0.3～0.5份，鈦微量，稀土硅微量，硫磷0～0.04份，其余為鐵。
全文摘要
本發明涉及耐磨材料，尤其是一種多元合金耐磨鋼。該耐磨鋼所含化學成分及所占的重量份數是碳0.8～1.0份，錳6～8份，鉻0.3～0.5份，鉬0.1～0.3份，硅0.3～0.5份，鈦微量，稀土硅微量，硫磷0～0.04份，其余為鐵。本發明多元合金耐磨鋼屬于水淬半奧氏體、半馬氏體鋼，淬透性好，特耐磨而韌性好，鑄造工藝和熱處理工藝簡單，無特殊要求；用本發明多元合金耐磨鋼制成的破碎機齒板，性能指標遠高于高錳鋼材料，使用壽命是高錳鋼材料齒板的3～4倍。
文檔編號C22C38/28GK101519753SQ20091007413
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者劉奎國, 張賀榮, 彭志余, 李小茹, 段春紅 申請人:段志禹