專利名稱：一種中碳中合金耐磨鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在沖擊力不大工況條件下的耐磨易損件的中碳中合金耐磨鋼。
目前，這種工件大多采用高錳鋼作為其材質(zhì)。高錳鋼是應(yīng)用較早的一種耐磨合金鋼。它主要存在的問題是1.對于沖擊力不大的工況條件，由于高錳鋼不易形成加工硬化層而不耐磨，2.對于在破碎極硬物料而沖擊力不大的工況條件下，由于高錳鋼經(jīng)水韌化處理后起始硬度很低僅為HB＝179-229，所以還未來得及形成硬化層，而被磨削，3.高錳鋼為單一奧氏體組織，極難磁化，對于要求產(chǎn)品中含F(xiàn)e或Fe2O3量有嚴(yán)格要求的場合，使用高錳鋼無發(fā)展是增大了磁選的難度，如生產(chǎn)耐火材料和磨料等。
本發(fā)明的目的就是根據(jù)破碎極硬物料沖擊力不大的工況條件要求，研究出一種強(qiáng)韌性配合較為適合，又易磁選的中碳中合金耐磨鋼，本發(fā)明所述的這種中碳中合金耐磨鋼，其化學(xué)成份如下(重理百分比)C 0.45-0.65Si 0.3-0.8Mn 0.4-1.0Cr 4.0-5.5Mo 0.3-0.7V 0.2-0.5Re 0.02-0.05P·S ≤0.040其余為Fe
1.碳是提高材料耐磨性能的最廉價的元素，同時碳是鋼中基化合金元素形成碳化物必不可少的元素，碳含量過低，則形成碳化物相對減少，因此做為中合金鋼碳含量在0.45-0.65％是較為合適的。
2.錳在給定的含碳量下，增加淬透性最便宜的方法就是增大錳含量。錳顯著地降低鋼的Ar1溫度和奧氏體(A)的分解速度，錳還可顯著地降低鋼的臨界淬火速度，但錳也不能過高，過高的錳量將增加淬火后的殘余奧氏體量(RA)。
3.硅對于耐磨鋼，硅量不宜過高，萬其設(shè)計含碳量較高，硅量高，一定程度上降低鋼的韌性和塑性。因此本方案硅控制在0.3-0.8％較為合適。
4.鉻(1)提高本材質(zhì)的淬透性，(2)增強(qiáng)抗腐蝕能力，(3)增強(qiáng)回火抗力和耐磨性，(4)與碳形成多種碳化物，提高鋼的耐磨性。
為此本發(fā)明將鉻控制在4.0-5.5％較為合適。
5.鉬是一種有效的強(qiáng)化物，它能顯著地抑制貝氏體和鐵素體的轉(zhuǎn)變，在經(jīng)淬火和回火的低合金耐磨鋼中，鉬能細(xì)化晶粒、增加淬透性和減少對回火脆性的敏感性。同時可增加材質(zhì)抗腐蝕能力。同時加入Cr和Mo易得到板條狀馬氏體，可提高本材質(zhì)的綜合機(jī)械性能。但鉬量若過多，易析出針狀馬氏體，且鉬成本很高。故將鉬控制在0.3-0.7較為適宜。
(6)釩主要是細(xì)化組織，細(xì)化晶粒，提高鋼的強(qiáng)度和韌性，形成彌散碳化物，提高耐磨性，但釩量不宜過高，過高則反而降低韌性，所以本方案控制在0.2-0.5％為宜。
(7)稀土主要作用是凈化鋼液、有良好的脫氧、脫硫作用，細(xì)化鑄態(tài)組織和改善碳化物分布，但稀土不能過量加入，故本方案控制在0.02-0.05％。
(8)磷、硫含量越低越好。
本發(fā)明所述的中碳中合金耐磨鋼，因其強(qiáng)韌性配合較合適，比較適合應(yīng)用在承受較大負(fù)荷的工況條件，適合制作中型球磨機(jī)襯板，隔倉板，輥式破碎機(jī)的輥筒，錘式反擊破碎機(jī)的錘頭，板錘，也可以用于對磁齒要求嚴(yán)格的顎式破碎機(jī)的齒板等工件，使用壽命比高錳鋼提高3-4倍，磁選礦由原來的三次達(dá)到目的提高到1-2次達(dá)到目的。
實施例1采用三相電弧爐氧化法熔煉，化學(xué)成份按下面比例配比(重量百分比)加入鋼水內(nèi)C 0.45Si0.3Mn0.4Cr4.0Mo0.3V 0.02Re0.02S ＜0.025P ＜0.025氧化期脫碳量0.35％，檔渣條件C＝0.45-0.5％，P＜0.02％，溫度為1540℃，出鋼溫度為1570-1590℃。澆注溫度為1470-1480℃。用此冶煉好的鋼水鑄造φ610×305滾式破碎機(jī)滾筒。使用壽命為73天，比高錳鋼的使用壽命提高1倍以上。
機(jī)械性能硬度HRC＝52AK＝1.5kg 5-M/cm2σb≥110kg 5/mm2金相組織為回火馬氏體+彌散碳化物+少量下貝氏體。
實施例2
采用中頻感應(yīng)爐冶煉，入爐原料成份按下列配方比例配比(重量百分比)C 0.52Si 0.8Mn 0.51Cr 4.2Mo 0.5V 0.3Re 0.035S ＜0.03P ＜0.024出鋼和澆注溫度同實施例1。
用此冶煉鋼水澆鑄中型球磨機(jī)襯板，隔倉板，使用壽命是高錳鋼材質(zhì)的3倍。
機(jī)械性能硬度HRC＝54αk＝2.5kg 5-M/cm2σ≥140kg 5/mm2金相組織為回火馬氏體+彌散碳化物+少量下貝氏體。
權(quán)利要求
1.一種中碳中合金耐磨鋼，其特征在于其材質(zhì)化學(xué)成份及含量如下(重量百分比)C 0.45-0.65Si 0.3-0.8Mn 0.4-1.0Cr 4.0-5.5Mo 0.3-0.7V 0.2-0.5Re 0.02-0.05P·S ≤0.040其余為Fe
2.一種中碳中合金耐磨鋼的制備方法，其特征在于(1)采用三相電弧爐生產(chǎn)、氧化法熔煉，脫碳量為0.35％，擋渣條件C＝0.45-0.5％，P≤0.02，溫度1540℃(2)出鋼溫度1570-1590℃，(3)澆鑄溫度＝1470-1480℃，終插Al量1.0kg/噸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在沖擊力不大工況條件下的耐磨易損件的中碳中合金耐磨鋼，其化學(xué)成分及其含量如下C0.45-0.65，Si 0.3-0.8，Mn 0.4-1.0，Cr 4.0-5.5，Mo 0.3-0.7，V 0.2-0.5，Re 0.02-0.05，P·S≤0.040，鋼鑄適合制作承受較大負(fù)荷工況條件的中型球磨機(jī)的襯板、隔倉板，滾式破碎滾筒，錘式，反擊式破碎機(jī)的錘頭、板錘，也可用于對磁選要求嚴(yán)格的顎式破碎機(jī)的齒板，使用壽命為高錳鋼的3-4倍。
文檔編號C22C38/24GK1140205SQ9510315
公開日1997年1月15日 申請日期1995年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月28日
發(fā)明者王宇輝 申請人:王宇輝