專利名稱：耐磨耐蝕鎳基合金的制作方法
技術領域：
本發明屬于鎳基合金。主要適用于格法平板玻璃生產中的轉向輥等關鍵部件。
目前，平板玻璃生產中主要方法有浮法生產和格法生產兩種。浮法生產平板玻璃技術上先進，效率高，但該生產方法投資大，工程周期長;而格法生產普通建筑用平板玻璃不僅在技術上能保證質量，而且所需資金少，見效快，一條深池平拉生產線，只要3～4個月即可建成。
格法生產平板玻璃的裝置中，其關鍵部件是轉向輥。轉向輥是將溶池內熔融的液態玻璃經垂直引上后轉為水平拉伸狀態的導向的輥子，液態玻璃經過轉向輥，轉向90°，變為固態平板玻璃轉向輥的表面工作溫度達900～1000℃。故要求轉向輥材料不僅要具有良好的高溫性能，還要求具有較好的耐磨性和耐熔融玻璃腐蝕性能。
現有技術中，轉向輥采用HK40等Fe-Ni基合金制造。該類合金的主要問題是耐磨性和耐蝕性差，一次使用壽命(是指輥子表面修磨至下次表面修磨之間的使用時間)短，最長只為20天(《Materials science and Technology》May 1985，Vol.1，P385～389)。
本發明的目的在于提供一種耐蝕性和耐磨性優異的耐磨耐蝕鎳基合金。
針對上述目的，本發明的技術方案是以鎳為基，采用高的含碳量，同時加入鐵、鉻、鉬、錳和釔(或稀土)。其具體的化學成分(wt%)為C 1.0～2.0%，Cr 20～25%，Fe 10.5～20%，Mo 2.1～2.5%，Si 1.0～1.5%，Mn 1.0～1.5%，Y或Ce 0.02～0.1%，余為Ni。
本發明采用高的含碳量是出于轉向輥為耐磨件，要求具有優異的耐磨性。碳與Mo、Cr、Mn等元素形成大量致密的共晶碳化物和一次碳化物，均勻地、彌散地分布在鎳基合金基體上。通常，碳化物本身都具有較高的硬度，使合金保持最大的沉淀硬化效果，從而具有優異的耐磨性。
加入鉻、鉬元素，除少數形成碳化物外，絕大部分溶入基體，使基體得到固溶強化，并保證合金具有良好的抗氧化性能和耐玻璃腐蝕性能。
合金中加入鐵的主要目的是為了提高強度和硬度，但不宜過高。鐵含量過高，會降低合金的抗氧化性能及耐玻璃腐蝕性能。故本合金中鐵的加入量小于20%。
硅、錳的加入主要是與鉻一起形成較穩定的氧化皮結構，但硅、錳加入量高會引起合金高溫強度下降，所以合金中的硅、錳一般控制在2%以下，通常控制在1.0～1.5%為宜。
Y或Ce加入合金中，除在合金冶煉中起脫氧作用外，還有利于夾雜物球化，提高合金耐動態氧化及耐玻璃腐蝕的能力，其含量以0.1%以下為宜。因這些元素加入合金中，主要存在于晶界和支晶間隙，含量較高時，在這些部位易形成顯微裂紋。
合金中的鎳是形成奧氏體基體的基本元素，鎳對提高耐玻璃腐蝕性能有利;鎳與鉻的配合還可顯著提高合金的抗氧化性能。
本發明合金經冶煉爐熔煉后，可直接澆鑄成管坯或其它耐磨部件，然后機加工成轉向輥或其它耐磨部件。
本發明合金具有較高的硬度和較好的強度，HRC可達25，室溫ak≥5。用作轉向輥，一次使用壽命＞40天;比現有的HK40合金的一次使用壽命提高1～2倍。
與現有技術相比，本發明具有如下優點有較高的硬度和耐磨性，有良好的耐熔融玻璃腐蝕性能，用作格法平板玻璃生產裝置中的轉向輥，一次使用壽命長。
實施例根據本發明所述的化學成分范圍，在非真空感應爐上冶煉了8爐本發明合金。冶煉后再用臥式離心鑄造法直接鑄成管坯，管坯經機加工制成轉向輥，并直接用于格法平板玻璃生產線中，進行壽命考核。同時，對管坯進行硬度和沖擊韌性測試。
8爐合金的具體化學成分如表1所示。所測得的硬度、沖擊韌性和一次使用壽命如表2所示。
表1 實施例化學成分(Wt%)
權利要求
1.一種耐磨耐蝕鎳基合金，其特征在于化學成分為(Wt%)C1.0～2.0%，Cr20～25%，Fe10.5～20%，Mo2.1～2.5%，Si1.0～1.5%，Mn1.0～1.5%，Y或Ce0.02～0.1%，余為Ni。
全文摘要
本發明屬于鎳基合金領域。其特征是它的化學成分(wt％)為C1.0～2.0％，Cr20～25％，Fc10.5～20％，Mo2.1～2.5％，Si1.0～1.5％，Mn1.0～1.5％，Y或Ce0.02～0.1％，余為Ni。本發明以高的含碳量，使其與鉻、鉬、鐵、錳等元素形成大量致密的共晶碳化物和一次碳化物，保證具有較好的耐磨性，另外，本發明還有較好的耐玻璃腐蝕性能。該合金用作格法平板玻璃生產線中的轉向輥、平拉輥等，其一次使用壽命高。
文檔編號C22C19/05GK1083121SQ93109960
公開日1994年3月2日 申請日期1993年8月21日 優先權日1993年8月21日
發明者張旭瑤, 王延慶, 傅宏鎮, 楊國明, 徐國林, 王樹秋, 葉茂盛 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院