一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成：C：1.3-1.5，Mn：3.2-3.4，Si：0.2-0.4，Cr：4.2-4.4，B：0.06-0.08，Mo：0.4-0.6，Ce：0.1-0.2，Nb：0.2-0.4，Ba：0.05-0.07，S＜0.02，P＜0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
【專利說明】一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]材料的破壞有3種形式:即斷裂、腐蝕和磨損。材料磨損盡管不像另外兩種形式，很少引起金屬工件災(zāi)難性的危害，但其造成的經(jīng)濟(jì)損失卻是相當(dāng)驚人的。中國工程院組織的調(diào)查顯示，2006年我國消耗在磨損、摩擦和潤滑方面的資金估計(jì)為9500億元，約占國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP的4.5%。因此，研究新型耐磨材料，減輕材料磨損，將具有極其重要的意義。
[0003]在耐磨材料應(yīng)用領(lǐng)域，主要有奧氏體高錳鋼和高鉻白口鑄鐵，前者只有在高沖擊下才發(fā)生加工硬化，顯示出優(yōu)異耐磨性，后者含有25%以上的高硬度碳化物，具有硬度高和耐磨性好等特點(diǎn)，但脆性大，只適合于低應(yīng)力磨損條件下使用。中錳鋼經(jīng)水韌處理后，也可轉(zhuǎn)變成奧氏體，具有較好的強(qiáng)韌性，且因錳含量的下降，具有更好的加工硬化效果，是替代高錳鋼的理想材質(zhì)。中國發(fā)明專利CN101182617公開了一種采用中錳鋼制作石料分級用的篩板及其制造方法，首先制作中錳鋼篩板型砂成型?；蛳＃瑢?6.6~92.5%鐵、5~
10.9%錳、0.8~1.3%碳和0.4~1.2%硅熔化為溫度為1350~1600°C的中錳鋼鋼水，然后注入到中錳鋼篩板型砂成型模或消失模中，待自然冷卻后，由型腔中取出鑄件并打磨掉毛刺，再以每小時(shí)升溫50 V~60 V的幅度連續(xù)升溫到650°C~700 V后，保溫I~2小時(shí)，然后再以每小時(shí)升溫50°C~60°C的幅度升溫至950~1200°C，保溫I~2小時(shí)，出爐后的鑄件立即用強(qiáng)吹風(fēng)加噴水霧快速冷卻，冷卻后的鑄件用滾壓設(shè)備壓平，即得石料分級用篩板。采用本發(fā)明制造的中錳鋼，奧氏體基體中易析出碳化物，脆性較大。
[0004]中國發(fā)明專利CN1424159還公開了一種共晶體增強(qiáng)奧氏體中錳鋼電磁場制備方法，取材料成分為:1.2% -1.55% C,6.8% -7.5% Mn, 1.0% -1.8% Si, < 0.038% P,
<0.025% S，< 0.025%` 0，其余為Fe，在氬氣保護(hù)下，將材料在感應(yīng)線圈中加熱熔化，當(dāng)合金液過熱100°C后，控制合金的溫度與磁感應(yīng)強(qiáng)度，使合金液在1500~1400°C之間于磁場中作用5~10分鐘，斷電隨爐冷卻。該發(fā)明利用電磁場的加熱攪拌作用，影響合金元素在凝固過程中的偏析及相的生成，從而改變奧氏體中錳鋼中團(tuán)球共晶體數(shù)量、形態(tài)與分布，提高共晶體顆粒增強(qiáng)奧氏體中錳鋼的綜合性能。該發(fā)明材料中含有較多的硅，導(dǎo)致組織粗大，且易形成夾雜物，降低材料性能。另外，采用電磁場制備，存在效率低、能耗高等不足。此外，鑄造中錳鋼還存在鑄造性能差和鑄件落砂清理過程中易斷裂等不足，因此國內(nèi)外的推廣應(yīng)用緩慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼通過對合金元素的選擇及含量的調(diào)整，改善其耐磨性等性能。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.3-1.5，Mn:3.2-3.4，S1:0.2-0.4，Cr:4.2-4.4，B:0.06-0.08，Mo:0.4-0.6，Ce:
0.1-0.2，Nb:0.2-0.4，Ba:0.05-0.07，S < 0.02, P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]優(yōu)選，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.35-1.45，Mn:
3.25-3.35，S1:0.25-0.35，Cr:4.25-4.35，B:0.065-0.075，Mo:0.45-0.55，Ce:0.13-0.17，Nb:0.25-0.35，Ba:0.055-0.065，S < 0.02, P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]最優(yōu)選，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.40，Mn:
3.30，Si:0.30，Cr:4.30，B:0.070，Mo:0.50，Ce:0.15，Nb:0.30，Ba:0.060，S < 0.02，P
<0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0010]本發(fā)明中的合金元素的主要作用為:
[0011]碳和錳:采用高碳含量，降低錳含量，使鋼抵抗磨料壓入犁溝和切削的能力增強(qiáng)，從而可改善鋼的耐磨性，高含碳量可提高其耐磨性。
[0012]鉻:鉻加入耐磨鑄鋼中，固溶于基體后能夠提高基體強(qiáng)度，有利于改善鑄鋼耐磨性，但加鉻錳鋼鑄件因鋼中含鉻奧氏體穩(wěn)定性降低，碳化物更容易析出，鑄態(tài)組織中碳化物數(shù)量增多，從而使鑄件脆性增加，因而綜合考慮控制鉻含量在上述范圍。
[0013]鈮:鈮能顯著細(xì)化奧氏體晶粒，提高鋼的強(qiáng)度和韌性。但加入量過多，反而損害鋼的強(qiáng)度和韌性，并且增加成本。
[0014]硼:硼對Fe-C平衡圖的作用是降低A4、提高A3、縮小Y區(qū)。硼在鐵素體中形成置換式固溶體，在奧氏體中既可形·成置換式，又可形成間隙式固溶體。硼溶于奧氏體中后使穩(wěn)定性提高。硼可以提高錳鋼的耐磨性，這和硼的細(xì)化組織和強(qiáng)化晶界有關(guān)，但是硼含量較高時(shí)，由于硼的偏析，局部區(qū)域易析出硼化物，反而損害鋼的強(qiáng)度和韌性。
[0015]鋇:鋇與氧有很大的親合力，鋇的脫氧能力很強(qiáng)，鋇對鋼水有很好的除氣效果。鋇還對鑄鋼中夾雜物的變質(zhì)具有顯著的作用，適量鋇還顯著降低硫在晶界的偏聚，鋇對降低耐磨鑄鋼脆性和提高耐磨鑄鋼鑄造時(shí)抗熱裂性是十分有益的。但加入過多的鋇將使耐磨鑄鋼中夾雜物增多，對耐磨鑄鋼韌性的提高不利。
[0016]鈰:鈰的晶界富集不僅能夠阻止結(jié)晶時(shí)晶粒的長大，使晶粒細(xì)化，而且能夠阻止熱處理溫度下奧氏體晶粒的粗化。同時(shí)鈰能凈化鋼液，改善夾雜物形態(tài)與分布，強(qiáng)化晶界，增加晶粒間的結(jié)合力，從而使鋼的性能得以改善，強(qiáng)度和韌性提高。
[0017]鑰:提高淬透性，并提高強(qiáng)韌性。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]I)本發(fā)明耐磨鋼的金相組織以奧氏體為基體，在奧氏體基體中分布有顆粒狀碳化物，本發(fā)明材料強(qiáng)度高、韌性好，其中屈服強(qiáng)度大于480Mpa，沖擊韌性大于62J/cm2。
[0020]2)本發(fā)明耐磨鋼具有良好的加工硬化性能，當(dāng)使用在碎煤機(jī)錘頭上時(shí)，壽命可延長2-3倍。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一
[0022]一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.3,Mn:3.4,S1:0.2,Cr:4.4,B:0.06,Mo:0.6,Ce:0.1,Nb:0.4,Ba:0.05,S < 0.02，
P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。[0023]實(shí)施例二
[0024]一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.5,Mn:3.2, S1:0.4, Cr:4.2,B:0.08,Mo:0.4, Ce:0.2,Nb:0.2,Ba:0.07, S < 0.02，P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0025]實(shí)施例三
[0026]一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.35，Mn:3.35，Si:0.25，Cr:4.35，B:0.065，Mo:0.55，Ce:0.13，Nb:0.35，Ba:
0.055，S < 0.02, P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0027]實(shí)施例四
[0028]一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.45，Mn:3.25，Si:0.35，Cr:4.25，B:0.075，Mo:0.45，Ce:0.17，Nb:0.25，Ba:
0.065，S < 0.02，P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0029]實(shí)施例五
[0030]一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.4，Mn:3.3，Si:0.3，Cr:4.3，B:0.07，Mo:0.5，Ce:0.15，Nb:0.3，Ba:0.06，S
<0.02，P < 0. 02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，其特征在于，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.3-1.5，Mn:3.2-3.4，Si:0.2-0.4，Cr:4.2-4.4，B:0.06-0.08，Mo:0.4-0.6，Ce:0.1-0.2，Nb:0.2-0.4，Ba:0.05-0.07，S < 0.02,P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，其特征在于，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.35-1.45，Mn:3.25-3.35，S1:0.25-0.35，Cr:4.25-4.35，B:0.065-0.075，Mo:0.45-0.55，Ce:0.13-0.17，Nb:0.25-0.35，Ba:0.055-0.065，S < 0.02, P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種碎煤機(jī)錘頭用耐磨鋼，其特征在于，該耐磨鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.40，Mn:3.30，S1:0.30，Cr:4.30，B:0.070，Mo:·0.50，Ce:0.15，Nb:0.30，Ba:0.060，S < 0.02, P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號】C22C38/38GK103789653SQ201210434049
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月3日
【發(fā)明者】諸金平 申請人:錫山區(qū)鵝湖慧盾機(jī)械廠