本發(fā)明公開了一種鑄鋼襯板及其制備方法，特別涉及一種高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板及其制備方法，屬于鑄造
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：球磨機(jī)襯板是選礦生產(chǎn)中的常耗件，用量很大，提高其耐磨性是廣大材料工作者重點(diǎn)研究的課題。要具備好的耐磨性，必須具有硬度和韌性的良好配合，這已達(dá)成了共識(shí)。隨著粉磨技術(shù)的快速發(fā)展，球磨機(jī)規(guī)格趨于大型化，過去我國(guó)磨機(jī)襯板通常采用的ZGMn13材質(zhì)已不適用于大、中型磨機(jī)襯板及其它易損零件。因此，研制機(jī)械性能更為優(yōu)良的新型襯板耐磨材料，實(shí)現(xiàn)我國(guó)磨機(jī)襯板材料由ZGMn13向較高水平的新型材質(zhì)過渡。為了提高磨機(jī)襯板耐磨性，中國(guó)發(fā)明專利CN105420595公開了一種馬-貝-奧三體復(fù)合相襯板，其組分按重量百分比包括：C：3.5～3.9％，Si：2.0～2.6％，Mn：0.5～1.2％，Mo：0.14～0.20％，Cu：0.14～0.20％，Cr：＜0.3％，S：＜0.05％，P：＜0.05％，余量為Fe。該發(fā)明還公開了上述馬貝奧三體復(fù)合相襯板的制備方法，包括如下步驟：將廢鋼和增碳劑加入電爐中加熱至熔融狀態(tài)得到鐵水；采用沖入法對(duì)鐵水進(jìn)行球化處理、一次孕育處理和二次孕育處理；澆注；將澆注后的襯板坯進(jìn)行熱處理得到馬貝奧三體復(fù)合相襯板。該發(fā)明所得馬貝奧三體復(fù)合相襯板具有高硬度、高強(qiáng)度、高韌性和高耐磨性能，適用于球磨機(jī)中使用。中國(guó)發(fā)明專利CN105220075還公開了一種采用軋制工藝來生產(chǎn)球磨機(jī)襯板的方法，包括有以下步驟：(1)將廢鋼材料置入中頻電爐中進(jìn)行熔煉；(2)對(duì)鋼水進(jìn)行取樣、化驗(yàn)，檢測(cè)鋼水中各元素的含量,并加入一定量微量元素，對(duì)鋼水中各元素含量進(jìn)行配置；(3)變質(zhì)處理；(4)將鋼水澆注成鋼坯；(5)待鋼坯的表面溫度降低至850-950℃時(shí)，將鋼坯軋制成鋼棒；(6)將鋼棒切割成長(zhǎng)度和端部形狀均與待成型的球磨機(jī)襯板相同的毛坯件；(7)對(duì)毛坯件進(jìn)行打磨；(8)熱處理。該發(fā)明采用軋制工藝生產(chǎn)的球磨機(jī)襯板內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，使得球磨機(jī)襯板具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊韌性以及耐磨性能，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。中國(guó)發(fā)明專利CN105063539還公開了一種球磨機(jī)襯板耐磨涂層的制備方法，包括基底和涂覆層，基底成分的質(zhì)量百分比為C0.30～0.44wt％、Si1.50～2.0wt％、Mn0.8～1.40wt％、Cr2.0～2.8wt％、Mo≦0.3wt％、Ni≦0.3wt％、Re0.02wt％、P和S共0.04wt％，其余為Fe；所述涂覆層含有體積分?jǐn)?shù)為95～98％的WC-Co粉末和2～5％的Cr，所述Cr/Co的重量比為0.2～0.5。該發(fā)明能賦予零件耐磨、耐蝕等特殊性能，提高零件的可靠性和延長(zhǎng)零件的使用壽命，尤其是球磨機(jī)耐磨襯板工作面的耐磨性。中國(guó)發(fā)明專利CN105032565還公開了一種球磨機(jī)襯板，涉及礦山設(shè)備領(lǐng)域，包括端蓋、筒體、進(jìn)料端襯板、出料端襯板、角襯板、筒體襯板，沿筒體的軸線方向，在進(jìn)料端安裝有多塊進(jìn)料端襯板，在出料端安裝有多塊出料端襯板，在筒體與進(jìn)料端襯板、出料端襯板之間分別設(shè)有端蓋，在筒體圓周方向的內(nèi)壁上設(shè)有多塊筒體襯板，在進(jìn)料端襯板、出料端襯板與筒體襯板之間安裝有定位的角襯板，所述的筒體襯板(4)從進(jìn)料端方向至出料端方向由六塊襯板組成；該發(fā)明通過將筒體襯板設(shè)計(jì)為高低雙波截面、不等厚設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了有效的延長(zhǎng)大型球磨機(jī)的襯板使用壽命，且磨機(jī)襯板能夠同時(shí)更換，減少了磨機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音，拆裝方便，使用安全可靠的目的。中國(guó)發(fā)明專利CN105002429還公開了一種鋼球磨機(jī)的襯板，其特征在于其化學(xué)成分以重量百分比計(jì)如下：C1.6～1.8，Si0.8～1.1，Mn18.00～22.00，P≤0.10，Cu≤0.5，Zr≤0.5，Cr1.00～3.00，Re0.06～0.10，Mo≤0.8，R＜0.08，Co0.3～0.6,余量為Fe。該發(fā)明改變?cè)r板的材料，將納米材料B4C和Re加入鋼材料中，增加錳的含量至18～22％，從而提高了球磨機(jī)襯板的硬度和沖擊韌性，耐磨度可比普通高錳鋼提高30％以上，使用壽命提高2倍。中國(guó)發(fā)明專利CN104928589還公開了一種球磨機(jī)用高錳鋼襯板，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：1.12～1.25％、Mn：11.5～13％、Cr：1.6～2.6％、Si：1.25～1.35％、Mo：0.03～0.04％、B：0.06～0.08％、Cu：0.6～0.7％、Al：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.25％、Re：0.04～0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量為Fe。該發(fā)明提供的制備方法主要包括熔煉、扒渣、造型、澆注、清砂、熱處理、淬火等步驟。該發(fā)明提供的球磨機(jī)用高錳鋼襯板中，各合金元素比例合理，特別是關(guān)鍵合金元素錳、碳的比例合理，保證了高錳鋼的抗沖擊性及耐磨性；并通過合理的熔煉、造型、澆鑄等加工工藝，讓耐磨襯板具有良好的機(jī)械性能，與現(xiàn)有技術(shù)中的高錳鋼襯板相比，具有更長(zhǎng)的使用壽命。中國(guó)發(fā)明專利CN104846270還公開了一種球磨機(jī)襯板的制備方法，在鐵水熔煉過程中，采用以鉬合金化小球形式加入的氧化鉬粉在高溫鐵水中還原進(jìn)行鉬的合金化，采用V-EPC真空消失模進(jìn)行澆注，并利用鑄造余熱淬火；所述澆注和淬火的步驟為：將加入孕育劑并攪拌后的鐵水澆入預(yù)先埋有球磨機(jī)襯板EPS組合模樣的砂箱中，在鐵水澆入之前，該發(fā)明涉及的這種球磨機(jī)襯板的制備方法，通過利用氧化鉬在高溫鐵水中直接還原進(jìn)行鉬的合金化和鑄造余熱淬火不但使球磨機(jī)襯板具有高硬度和良好的韌性。中國(guó)發(fā)明專利CN104745965還公開了一種高碳中鉻中錳多元合金鋼球磨機(jī)襯板及熱處理工藝。該高碳中鉻中錳多元合金鋼球磨機(jī)襯板包括的化學(xué)成分組成按重量百分?jǐn)?shù)為：C：0.7～1.5％，Cr：1.8～2.5％，Ni：0.5～0.8％，Mn：1.0～1.6％，Si：0.2～0.5％，Mo：0.4～0.9％，Cu：0.4～1％，V：0.05～0.1％，Ti：0.03～0.06％，B：0.002～0.005，P≤0.03％，S≤0.025％，其余為Fe。按所述化學(xué)成分含量配鋼，然后鑄造該襯板，經(jīng)熱處理后，能達(dá)到以上所述的良好的機(jī)械性能和良好的耐磨及抗腐蝕性能，布氏硬度在390－450之間，沖擊韌性(無缺口)在110－150J/cm2，襯板使用壽命達(dá)一年半。中國(guó)發(fā)明專利CN104532130還公開了一種礦山領(lǐng)域濕式球磨機(jī)使用高強(qiáng)韌性耐蝕襯板及制備方法。成分為：碳0.3％～0.5％，鉻6％～8％，硅0.3～0.5％，錳0.4％～0.8％，鉬0.4％～0.5％，銅0.2％～0.5％，硫、磷≤0.03％，RE0.03％～0.06％，余量為鐵。熱處理分2種方式，1、以80℃～100℃/h的速度加熱到550℃～650℃，保溫3～5h后，再以150℃～200℃/h速度提高到1040℃～1060℃保溫4～6h后，油淬，于260℃～280℃保溫6～10h。2、以80℃～100℃/h的速度常溫加熱到550℃～650℃，保溫3～5h后，之后加熱速度提高到150℃～200℃/h加熱到1060℃～1080℃空淬，240℃～260℃回火。該襯板具有較高的強(qiáng)度和韌性及耐蝕性，有優(yōu)異的硬度和耐磨性。中國(guó)發(fā)明專利CN104342602還公開了一種中碳合金耐磨鋼球磨機(jī)襯板的加工方法，按照中碳合金耐磨鋼球磨機(jī)襯板所需含量選取各組分，然后鑄造該襯板；將襯板進(jìn)行退火處理，溫度控制350℃保溫3小時(shí)，升至650℃保溫3小時(shí)，升至980℃保溫4小時(shí)，隨爐冷至350-400℃后空冷；襯板的厚度每增加10mm，保溫時(shí)間就增加1小時(shí)；淬火處理，將襯板在低于650℃入爐，升溫至980℃保溫4小時(shí)，取出油淬；回火處理，將襯板在低于250℃入爐，保溫1小時(shí)，升溫至350℃，保溫6小時(shí)后，空冷；拋丸處理；整形；機(jī)械性能測(cè)試，符合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)庫(kù)。該發(fā)明降低了成本，機(jī)械性能好，使用壽命長(zhǎng)，能夠滿足高硬度、高韌性和高耐磨性的要求。中國(guó)發(fā)明專利CN104307605還公開了一種耐磨高韌性高硬度球磨機(jī)用襯板，包括：將廢鋼、鉻鐵、鉬鐵及增碳劑作為基材放入加熱爐中加熱后保溫，送入模具中成型，鍛打得到預(yù)成型襯板；將氧化鋯陶瓷粉、碳化硅、尖晶石、氮化鈦、碳化鉻作為粉料，加入水與所述粉料混合均勻并充分研磨，噴霧干燥，過篩得到預(yù)處理粉料；將預(yù)處理粉料均勻覆蓋整個(gè)預(yù)成型襯板表面，捶打后冷卻，冷卻過程遵循反比例函數(shù)，然后送入淬火液中急劇降溫；再進(jìn)行回火得到一種耐磨高韌性高硬度球磨機(jī)用襯板。該發(fā)明中，所述一種耐磨高韌性高硬度球磨機(jī)用襯板具有高耐磨性能、高硬度和良好的韌性。中國(guó)發(fā)明專利CN104164624還公開了一種球磨機(jī)用高錳鋼襯板，各成分及重量百分比為：C：1.1—1.16％、Mn：12.5—13％、Cr：3.6—4％、Si：1.2—1.25％、Mo：0.05—0.06％、B：0.06—0.08％、Cu：0.6—0.7％、Ni：0.06—0.08％、Re：0.04—0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量為Fe。該發(fā)明的耐磨襯板通過合理的改善配方，通過合理的熔煉、變質(zhì)、澆鑄等加工工藝，讓耐磨襯板具有良好的耐磨性、硬度、強(qiáng)度、耐腐蝕性、韌性，通過澆鑄時(shí)間、砂型溫度的控制，防止縮松、縮孔的產(chǎn)生，也提高了耐磨襯板的韌性和耐磨性，表面硬度≥240HB，沖擊值≥16J/cm2，抗拉強(qiáng)度≥640MPa。但是，上述球磨機(jī)襯板仍存在基體組織中耐磨硬質(zhì)相數(shù)量少、淬透性差、耐磨性低及使用壽命短等不足。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，在襯板材料中，采用加入(Ti,W)C強(qiáng)化相，可以明顯提高襯板的硬度和耐磨性。一種高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板及其制備方法，具體制備工藝步驟是：①采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40～45％的高錳鋼廢料、43～48％的Q235廢鋼、8.5～9.2％的碳素鉻鐵、2.0～2.5％的釩鐵和1.0～1.5％的硅鈣鋇鋁合金配料；②先將質(zhì)量分?jǐn)?shù)43～48％的Q235廢鋼和8.5～9.2％的碳素鉻鐵在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)混合加熱熔化，鋼水熔清后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)40～45％的高錳鋼廢料和2.0～2.5％的釩鐵，當(dāng)鋼水溫度升至1575～1595℃時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0～1.5％的硅鈣鋇鋁合金，保溫8～10分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼包底部預(yù)先加入了銅鎂合金顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑，銅鎂合金顆粒的尺寸為(25～35)mm×(25～35)mm，(Ti,W)C粉末的尺寸為(12～18)μm×(12～18)μm，鑄鐵屑的尺寸為(2.8～3.8)mm×(0.4～0.7)mm，并將(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑混合均勻，而后將混合均勻好的(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑覆蓋在銅鎂合金顆粒表面，銅鎂合金顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑的加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.0～1.2％、3.0～3.3％和6.5～7.2％；③鋼包內(nèi)的鋼水經(jīng)攪拌、扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1440～1465℃時(shí)，將其澆入鑄造襯板的鑄型并獲得襯板鑄件，襯板鑄件凝固冷卻后開箱取出，去掉澆冒口，清理飛邊、毛刺，然后重新加熱至1020～1030℃，保溫90～120分鐘，爐冷至930～950℃，繼續(xù)保溫60～90分鐘，然后在120～180℃的淬火油中油冷淬火30～45分鐘后，繼續(xù)入爐回火，回火加熱溫度320～350℃，保溫10～12小時(shí)后，爐冷至溫度低于150℃，出爐空冷至室溫，即可獲得高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板。進(jìn)一步優(yōu)選：如上所述碳素鉻鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：62.0～68.0Cr,7.0～8.5C，2.0～3.5Si,≤0.03S,≤0.04P,余量為Fe。如上所述Q235廢鋼的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：0.14～0.22C,0.30～0.65Mn,≤0.30Si,≤0.050S,≤0.045P,余量為Fe。如上所述銅鎂合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：75～88Cu,12～25Mg。如上所述硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：30.0～35.0Si,12.0～15.0Ca,9.0～10.5Ba,16.0～19.0Al,<0.4Mn,<0.4C,<0.04P,<0.02S,余量為Fe及其它雜質(zhì)元素。如上所述高錳鋼廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：1.00～1.45C,11.00～14.00Mn,0.30～1.00Si,≤0.040S,≤0.090P,余量Fe。如上所述釩鐵的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：48～55V,≤0.40C,≤0.06P,≤0.04S,≤2.0Si,≤1.5Al,余量Fe。本發(fā)明高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40～45％的高錳鋼廢料、43～48％的Q235廢鋼、8.5～9.2％的碳素鉻鐵、2.0～2.5％的釩鐵和1.0～1.5％的硅鈣鋇鋁合金配料。主要是利用高錳鋼廢料中的錳、碳素鉻鐵中的鉻和釩鐵中的釩進(jìn)行合金化，提高基體硬度和加工硬化效果。本發(fā)明采用中頻感應(yīng)電爐冶煉鋼水，工藝簡(jiǎn)便。熔煉過程中，先將質(zhì)量分?jǐn)?shù)43～48％的Q235廢鋼和8.5～9.2％的碳素鉻鐵在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)混合加熱熔化，可以防止錳、釩元素的燒損。在鋼水熔清后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)40～45％的高錳鋼廢料和2.0～2.5％的釩鐵，當(dāng)鋼水溫度升至1575～1595℃時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0～1.5％的硅鈣鋇鋁合金，保溫8～10分鐘后，將鋼水出爐到鋼包。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0～1.5％的硅鈣鋇鋁合金，除了對(duì)鋼水起凈化作用外，鈣、鋇的加入還可以改善夾雜物形態(tài)和分布，從而提高合金鋼的強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明在鋼包底部預(yù)先加入了銅鎂合金顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑，銅鎂合金顆粒的尺寸為25～35mm×25～35mm，(Ti,W)C粉末的尺寸為12～18μm×12～18μm，鑄鐵屑的尺寸為2.8～3.8mm×0.4～0.7mm。加入(Ti,W)C粉末可以增加合金鋼中耐磨硬質(zhì)相的數(shù)量，大幅度提高合金鋼耐磨性，但是單獨(dú)加入(Ti,W)C粉末，會(huì)在鋼水中聚集，對(duì)改善鋼的性能效果不明顯，甚至因聚集量過大而降低鋼的強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明將(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑混合均勻，而后將混合均勻好的(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑覆蓋在銅鎂合金顆粒表面，利用鋼水與銅鎂合金反應(yīng)時(shí)，因鎂高溫下氣化而使鋼水發(fā)生激烈反應(yīng)，加速(Ti,W)C粉末在鋼水中的運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)(Ti,W)C粉末在鋼水中分布均勻，從而促進(jìn)合金鋼力學(xué)性能和耐磨性的提高。銅鎂合金顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑的加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.0～1.2％、3.0～3.3％和6.5～7.2％時(shí)，效果最好。鋼包內(nèi)的鋼水經(jīng)攪拌、扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1440～1465℃時(shí)，將其澆入鑄造襯板的鑄型并獲得襯板鑄件，襯板鑄件凝固冷卻后開箱取出，去掉澆冒口，清理飛邊、毛刺，然后重新加熱至1020～1030℃，保溫90～120分鐘，使襯板內(nèi)的元素消除偏析，固溶合金含量增加。在爐冷至930～950℃過程中，析出納米級(jí)的VC和Cr23C6顆粒，對(duì)基體具有明顯的固溶強(qiáng)化效果，大幅度提高合金鋼襯板強(qiáng)度和耐磨性，繼續(xù)保溫60～90分鐘，然后在120～180℃的淬火油中油冷淬火30～45分鐘后，可獲得馬氏體-貝氏體-奧氏體復(fù)合基體組織，具有優(yōu)異的綜合性能。為了消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織，繼續(xù)入爐回火，回火加熱溫度320～350℃，保溫10～12小時(shí)后，爐冷至溫度低于150℃，出爐空冷至室溫，即可獲得高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):1)本發(fā)明以高錳鋼廢料和Q235廢鋼為主要原料，并加入適量碳素鉻鐵和少量釩鐵及硅鈣鋇鋁合金，不含價(jià)格昂貴的鉬、鎳合金，本發(fā)明原材料來源方便，具有較低的生產(chǎn)成本；2)本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；3)本發(fā)明材料因納米級(jí)的VC和Cr23C6顆粒的大量析出而具有高強(qiáng)度和優(yōu)異的韌性，抗拉強(qiáng)度超過1500MPa，沖擊韌性超過30J/cm2，因微米級(jí)(Ti,W)C粉的加入而具有優(yōu)異的耐磨性；4)本發(fā)明襯板具有良好的加工硬化效果，使用后襯板硬度提高5～8HRC，襯板使用壽命比高錳鋼襯板提高300～420％。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步陳述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1：一種高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板，采用1000公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，具體制備工藝步驟是：①采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的高錳鋼廢料(高錳鋼廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：1.27C,12.81Mn,0.58Si,0.027S,0.062P,余量Fe)、47.3％的Q235廢鋼(Q235廢鋼的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：0.19C,0.49Mn,0.16Si,0.038S,0.040P,余量為Fe)、9.2％的碳素鉻鐵(碳素鉻鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：65.10Cr,7.83C，2.94Si,0.018S,0.033P,余量為Fe)、2.0％的釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：50.67V,0.29C,0.048P,0.035S,1.08Si,0.94Al,余量Fe)和1.5％的硅鈣鋇鋁合金(硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：32.06Si,13.85Ca,9.84Ba,17.17Al,0.24Mn,0.32C,0.028P,0.013S,余量為Fe及其它雜質(zhì)元素)配料；②先將質(zhì)量分?jǐn)?shù)47.3％的Q235廢鋼和9.2％的碳素鉻鐵在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)混合加熱熔化，鋼水熔清后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的高錳鋼廢料和2.0％的釩鐵，當(dāng)鋼水溫度升至1594℃時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5％的硅鈣鋇鋁合金，保溫9分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼包底部預(yù)先加入了銅鎂合金(銅鎂合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：75.36Cu,24.64Mg)顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑，銅鎂合金顆粒的尺寸為(25～35)mm×(25～35)mm，(Ti,W)C粉末的尺寸為(12～18)μm×(12～18)μm，鑄鐵屑的尺寸為(2.8～3.8)mm×(0.4～0.7)mm，并將(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑混合均勻，而后將混合均勻好的(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑覆蓋在銅鎂合金顆粒表面，銅鎂合金顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑的加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.0％、3.0％和6.5％；③鋼包內(nèi)的鋼水經(jīng)攪拌、扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1462℃時(shí)，將其澆入鑄造襯板的鑄型，襯板鑄件凝固冷卻后開箱取出，去掉澆冒口，清理飛邊、毛刺，然后重新加熱至1020℃，保溫120分鐘，爐冷至950℃，繼續(xù)保溫60分鐘，然后在120～150℃的淬火油中油冷淬火45分鐘后，繼續(xù)入爐回火，回火加熱溫度350℃，保溫10小時(shí)后，爐冷至溫度低于150℃，出爐空冷至室溫，即可獲得高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板，襯板力學(xué)性能見表1。實(shí)施例2：一種高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板，采用1000公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，具體制備工藝步驟是：①采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％的高錳鋼廢料(高錳鋼廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：1.43C,13.87Mn,0.74Si,0.026S,0.081P,余量Fe)、43％的Q235廢鋼(Q235廢鋼的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：0.15C,0.64Mn,0.25Si,0.043S,0.042P,余量為Fe)、8.5％的碳素鉻鐵(碳素鉻鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：62.08Cr,7.16C，3.45Si,0.026S,0.029P,余量為Fe)、2.5％的釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：48.69V,0.31C,0.044P,0.027S,1.29Si,0.99Al,余量Fe)和1.0％的硅鈣鋇鋁合金(硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：30.01Si,12.08Ca,10.38Ba,18.63Al,0.27Mn,0.30C,0.026P,0.008S,余量為Fe及其它雜質(zhì)元素)配料；②先將質(zhì)量分?jǐn)?shù)43％的Q235廢鋼和8.5％的碳素鉻鐵在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)混合加熱熔化，鋼水熔清后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％的高錳鋼廢料和2.5％的釩鐵，當(dāng)鋼水溫度升至1578℃時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0％的硅鈣鋇鋁合金，保溫10分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼包底部預(yù)先加入了銅鎂合金(銅鎂合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：87.79Cu,12.21Mg)顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑，銅鎂合金顆粒的尺寸為(25～35)mm×(25～35)mm，(Ti,W)C粉末的尺寸為(12～18)μm×(12～18)μm，鑄鐵屑的尺寸為(2.8～3.8)mm×(0.4～0.7)mm，并將(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑混合均勻，而后將混合均勻好的(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑覆蓋在銅鎂合金顆粒表面，銅鎂合金顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑的加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2％、3.3％和7.2％；③鋼包內(nèi)的鋼水經(jīng)攪拌、扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1442℃時(shí)，將其澆入鑄造襯板的鑄型，襯板鑄件凝固冷卻后開箱取出，去掉澆冒口，清理飛邊、毛刺，然后重新加熱至1030℃，保溫90分鐘，爐冷至930℃，繼續(xù)保溫60分鐘，然后在150～180℃的淬火油中油冷淬火30分鐘后，繼續(xù)入爐回火，回火加熱溫度320℃，保溫10小時(shí)后，爐冷至溫度低于150℃，出爐空冷至室溫，即可獲得高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板，襯板力學(xué)性能見表1。實(shí)施例3：一種高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板，采用750公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，具體制備工藝步驟是：①采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)43％的高錳鋼廢料(高錳鋼廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：1.14C,11.89Mn,0.88Si,0.035S,0.059P,余量Fe)、44.5％的Q235廢鋼(Q235廢鋼的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：0.21C,0.36Mn,0.21Si,0.046S,0.042P,余量為Fe)、9％的碳素鉻鐵(碳素鉻鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：67.57Cr,8.44C，2.39Si,0.018S,0.025P,余量為Fe)、2.3％的釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：54.82V,0.19C,0.038P,0.033S,1.68Si,1.24Al,余量Fe)和1.2％的硅鈣鋇鋁合金(硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：34.38Si,14.50Ca,9.26Ba,16.47Al,0.28Mn,0.32C,0.037P,0.015S,余量為Fe及其它雜質(zhì)元素)配料；②先將質(zhì)量分?jǐn)?shù)44.5％的Q235廢鋼和9％的碳素鉻鐵在750公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)混合加熱熔化，鋼水熔清后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)43％的高錳鋼廢料和2.3％的釩鐵，當(dāng)鋼水溫度升至1584℃時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.2％的硅鈣鋇鋁合金，保溫8分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼包底部預(yù)先加入了銅鎂合金(銅鎂合金的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)％為：81.04Cu,18.96Mg)顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑，銅鎂合金顆粒的尺寸為(25～35)mm×(25～35)mm，(Ti,W)C粉末的尺寸為(12～18)μm×(12～18)μm，鑄鐵屑的尺寸為(2.8～3.8)mm×(0.4～0.7)mm，并將(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑混合均勻，而后將混合均勻好的(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑覆蓋在銅鎂合金顆粒表面，銅鎂合金顆粒、(Ti,W)C粉末和鑄鐵屑的加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.1％、3.2％和6.8％；③鋼包內(nèi)的鋼水經(jīng)攪拌、扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1452℃時(shí)，將其澆入鑄造襯板的鑄型，襯板鑄件凝固冷卻后開箱取出，去掉澆冒口，清理飛邊、毛刺，然后重新加熱至1025℃，保溫100分鐘，爐冷至940℃，繼續(xù)保溫80分鐘，然后在130～160℃的淬火油中油冷淬火40分鐘后，繼續(xù)入爐回火，回火加熱溫度340℃，保溫11小時(shí)后，爐冷至溫度低于150℃，出爐空冷至室溫，即可獲得高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板，襯板力學(xué)性能見表1。表1高強(qiáng)度耐磨鑄鋼襯板力學(xué)性能力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度/MPa沖擊韌性/(J.cm-2)硬度/HRC實(shí)施例1153532.758.7實(shí)施例2155030.459.5實(shí)施例3154031.858.4本發(fā)明襯板以高錳鋼廢料和Q235廢鋼為主要原料，并加入適量碳素鉻鐵和少量釩鐵及硅鈣鋇鋁合金，不含價(jià)格昂貴的鉬、鎳合金，本發(fā)明原材料來源方便，具有較低的生產(chǎn)成本。本發(fā)明襯板因納米級(jí)的VC和Cr23C6顆粒的大量析出而具有高強(qiáng)度和優(yōu)異的韌性，抗拉強(qiáng)度超過1500MPa，沖擊韌性超過30J/cm2，因微米級(jí)(Ti,W)C粉的加入而具有優(yōu)異的耐磨性，本發(fā)明襯板因基體組織中含有奧氏體和貝氏體而具有良好的加工硬化效果，使用后襯板硬度提高5～8HRC，襯板使用壽命比高錳鋼襯板提高300～420％。推廣應(yīng)用本發(fā)明襯板，能夠提高球磨機(jī)磨礦效率，延長(zhǎng)襯板更換時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，且襯板使用安全，推廣應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3