一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種新型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法，尤其是重量小于50Kg的 中小型耐磨鑄件及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前，工業生產中所用的中小型耐磨鑄件主要W高儘鋼和高銘鑄鐵為主。高儘鋼 初性高（AKv> 40J)，但硬度低（HRC為20左右)，高儘鋼的耐磨性優勢是通過在強沖擊作用 下的沖擊硬化而發揮，很多工況條件難W滿足使高儘鋼達到硬化的沖擊要求。高銘鑄鐵硬 度高（HRC為60)，但初性低（AKv< 1J)，脆性大，僅適用于無沖擊和極小沖擊的磨損工況， 而此類工況較少。因此，高儘鋼和高銘鑄鐵耐磨件使用領域嚴重受限，同時也因為綜合機械 性能差，導致耐磨件使用壽命低。
[0003] 近年來，低合金馬氏體鋼作為中小型耐磨鑄件材料開始使用，較好的解決了高儘 鋼和高銘鑄鐵耐磨鑄件硬度和初性無法兼顧的問題，然而低合金馬氏體鋼其組織成分主要 是馬氏體，由于材料澤透性差W及馬氏體相變過程中容易出現開裂，且很多情況下因澤透 性不足引起產品內外性能均勻性差，為防止開裂并改善性能，一方面要求嚴格控制其熱處 理過程，大大增加控制難度，另一方面需加入較大量的鋼等其他增加澤透性的合金元素，造 成技術難度和材料成本均較高，極不利于規模化工業生產。
【發明內容】
[0004] 針對上述不足，本發明提供一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法，使用該 工藝鑄造的耐磨鑄件硬度和沖擊初性較高，綜合機械性能好，使用壽命高，而且技術和生產 成本較低，從而有使該材料的耐磨鑄件使用范圍大大增加，并且解決熱理裂紋和性能均勻 性問題，利于耐磨鑄件的規模化工業生產。
[0005] 本發明是通過運樣的技術方案來實現的： 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，該鑄件WC、Si、Μη、化為主要合金元素，其成分重量百 分比為：C:0. 2~0. 5%，Si:0. 6~2. 0%，Μη: 1. 5~3. 0%，Cr:0. 5~2. 0%，其余為鐵和雜質元 素。
[0006] 作為上述方案的進一步改進，當鑄件要求HRC> 49,AKv> 16J時，所述各合金元 素的重量百分比為：C:0. 25~0. 35%，Si:0. 8 ~1. 2%，Μη:1. 8 ~2. 5%，Cr:1. 2 ~1. 5%，其 余為鐵和雜質元素。
[0007] 作為上述方案的進一步改進，當鑄件要求HRC> 52,AKv> 10J時，所述各合金元 素的重量百分比為：C:0. 35~0. 45%，Si:0. 9 ~1. 5%，Μη:1. 8 ~2. 6%，Cr:1. 2 ~1. 5%，其 余為鐵和雜質元素。
[0008] 同時，本案還提供了一種生產上述中小型貝氏體鋼耐磨鑄件的方法，其生產步驟 為： (1)按上述方案要求配置原材料，并進行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型、殼型或失蠟成型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至830~870°C保溫后隨爐冷卻； (4) 相變：巧件升溫到880~900°C保溫，保溫時間根據鑄件的不同壁厚而定；出爐空冷 至IJ600~800 °C進行水澤，至250~350°C時出水，再空冷至100~200 °C，升溫到200 °C~ 270°C保溫地W上。
[0009] 由于使用上述工藝，該工藝鑄造的新型貝氏體鋼耐磨鑄件中小型件，由于成分配 比合理，使其在熱處理過程中，能在較寬的冷速范圍內形成一定含量的貝氏體、馬氏體或殘 余奧氏體等的復相組織，使鑄件產品不僅具有很高的硬度，同時也具有較高的沖擊初性，實 現最佳的綜合機械性能，通過配套的合金均勻化處理和澤火工藝W解決熱理裂紋和性能均 勻性問題，W實現鑄件產品性能的一致性和穩定性，不僅使用壽命高，而且適用范圍更廣 泛，且不使用貴重合金元素，材料成本低，工藝穩定，易于實現規模化工業生產。
【具體實施方式】
[0010] 為了更加清楚地理解本發明的目的、技術方案及有益效果，下面對本發明做進一 步的說明，但并不將本發明的保護范圍限定在W下實施例中。
[0011] 實施例1 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其成分重量百分比為C:0. 2%，Si:0. 95%，Mn:3. 0%，化： 0. 5%，其余為鐵和雜質元素，并按照如下步驟進行： (1) 按上述比例配制原材料，并用常規工藝進行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至850°C保溫化后，隨爐冷卻到室溫； (4) 相變：昆件升溫到900°C保溫化；出爐空冷到650~750°C，后進行水冷至300~ 350°C出水，空冷至100~150°C，升溫到220°C保溫地，得到如下數據： 可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[001引實施例2 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其成分重量百分比為C:0. 34%，Si:1. 30%，Μη:1. 56%， 化：2.0%，其余為鐵和雜質元素，并按照實施例1相同的制備步驟進行，得到如下數據：
可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[001引實施例3 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其成分重量百分比為：C:0. 5%，Si:2. 0%，Μη:1. 80%， 化：1. 23%，其余為鐵和雜質元素，并按照實施例1相同的制備步驟進行，得到如下數據：
可見，其具有很高的硬度和較高的耐沖擊性。
[0014] 本發明所用硬度（HRC)、沖擊（AKv)檢測按GB/T230. 1-2009 和GB/T229-2010 標 準。
[0015] 與其它耐磨材料的相關參數對比，結果為：
由上述數據可見，使用本發明提供的中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，由于成分配比合理，鑄 件產品不僅具有很高的硬度，同時也具有較高的沖擊初性，實現最佳的綜合機械性能，使用 壽命高，適用范圍更廣泛，且不使用貴重合金元素，材料成本低，工藝穩定，易于實現規模化 工業生產。
[0016]W上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，運些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
【主權項】
1. 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，該鑄件以c、Si、Mn、Cr為主要合金元 素，其成分重量百分比為：C:0· 2~0· 5%，Si:0· 6 ~2· 0%，Μη:1. 5 ~3· 0%，Cr:0· 5 ~2· 0%， 其余為鐵和雜質元素。2. 如權利要求1所述的貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，當鑄件要求HRC多49， AKv彡16J時，所述各合金元素的重量百分比為：C:0. 25~0. 35%，Si:0. 8~1. 2%，Mn:1. 8~ 2. 5%，Cr:1. 2~1. 5%，其余為鐵和雜質元素。3. 如權利要求1所述的貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，當鑄件要求HRC多52， AKv彡10J時，所述各合金元素的重量百分比為：C:0. 35~0. 45%，Si:0. 9~1. 5%，Mn:1. 8~ 2. 6%，Cr:1. 2~1. 5%，其余為鐵和雜質元素。4. 一種如權利要求1所述中小型貝氏體鋼耐磨鑄件的制備方法，其特征在于，步驟為： 將權利要求1中配置的原材料，進行熔煉、脫氧、除渣； 按砂型、殼型或失蠟成型工藝鑄造得到坯件； 合金均勻化：將坯件升溫至830~870°C保溫后隨爐冷卻； 相變：坯件升溫到880~900°C保溫，保溫時間根據鑄件的不同壁厚而定；出爐空冷到 600~800°C進行水淬，至250~350°C時出水，再空冷至100~200°C，升溫到200°C~270°C 保溫4h以上。
【專利摘要】本發明公開了一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法，該鑄件以C、Si、Mn、Cr為主要合金元素，其成分重量百分比為：C：0.2~0.5%，Si：0.6～2.0%，Mn：1.5～3.0%，Cr：0.5～2.0%，其余為鐵和雜質元素，該耐磨鑄件為中小型件，成分配比合理，使其在熱處理過程中，能在較寬的冷速范圍內形成一定含量的貝氏體、馬氏體或殘余奧氏體等的復相組織，使鑄件產品不僅具有很高的硬度，同時也具有較高的沖擊韌性，實現最佳的綜合機械性能，通過配套的合金均勻化處理和淬火工藝以解決熱處理裂紋和淬透性問題，以實現鑄件產品性能的一致性和穩定性，材料成本低，工藝穩定，易于實現規模化工業生產。
【IPC分類】C22C33/04, C22C38/38
【公開號】CN105256239
【申請號】CN201510729832
【發明人】余忠友, 譚諄禮, 汪慧蓮, 白秉哲, 胡萬謙, 楊華榆, 羅平, 伍大全
【申請人】四川貝氏新材料有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月2日