專利名稱：高鉻合金鋼耐磨襯板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電廠、冶金、礦山、建材等行業(yè)應(yīng)用的球磨機(jī)，尤其是涉及到球磨機(jī)用耐磨襯板，屬于金屬耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冶金礦山、水泥建材、電力、化肥、煤炭、化工等行業(yè)廣泛使用球磨機(jī)研磨物料，其中襯板是球磨機(jī)中的主要消耗件，其質(zhì)量既影響磨機(jī)生產(chǎn)作業(yè)率，也影響物料研磨成本。國(guó)內(nèi)外襯板材料的生產(chǎn)和應(yīng)用經(jīng)過(guò)了 30多年的發(fā)展，先后經(jīng)歷了從高錳鋼、普通白口鑄鐵、 鎳硬鑄鐵、高鉻白口鑄鐵到改性高錳鋼和各種淬火回火工藝的中低合金鋼的發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用中，依然是高錳鋼一統(tǒng)天下，并未被高合金鑄鐵、中低合金馬氏體鋼所取代， 這主要是由中低合金鋼等本身質(zhì)量、穩(wěn)定性及工藝上存在的問(wèn)題所決定的。目前的幾種主流材質(zhì)中，一是奧氏體高錳鋼其韌性高，原始硬度低，使用過(guò)程中主要依靠奧氏體加工硬化來(lái)提高其硬度，在充分加工硬化后，其硬度由原始HB200提高到HB400-500，在高沖擊載荷條件下使用取得很好的使用效果，但在中小沖擊載荷條件下使用，奧氏體不能充分加工硬化，其耐磨性差；二是中低合金鋼，如中國(guó)發(fā)明專利CN1080327公開(kāi)了一種低合金球磨機(jī)耐磨襯板及制造工藝，各材料成分(重量％)的含量是C0. 35-0.5%，CrO. 8-1.5%, SiO. 6-1. 2%,MoO. 3-0. 5%,MnO. 6-1. 4%,CuO. 5-1%, l#ReO. 01-0. 1%，余量為 Fe。該發(fā)明的主要特點(diǎn)是同時(shí)采用l#Re變質(zhì)處理和提高Cu含量，提高了 l#Re的變質(zhì)效果，起到了細(xì)化晶粒、凈化晶界、提高淬透性和組織及性能均勻性的作用，由于含有價(jià)格昂貴的鉬和銅， 因此，生產(chǎn)成本較高，另外，僅加入稀土，凈化和細(xì)化效果并不太好，因此該發(fā)明襯板材料韌性較低，沖擊韌性大于18J/cm2 ；三是高鉻鑄鐵，該材質(zhì)的耐磨性好，但韌性差。因此這些材質(zhì)綜合的沖擊腐蝕磨損性能并不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高鉻合金鋼耐磨襯板，該襯板不僅具有良好的沖擊腐蝕磨損性能，而且成本較低，解決現(xiàn)有的高錳鋼和中低合金鋼等襯板用鋼沖擊腐蝕磨損性能較差、使用壽命較低的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種高鉻合金鋼耐磨襯板，其特征是所述襯板按重量百分比的合金成分為C 2. 20-2. 50%,Cr :15_18%、Ni 0. 3-0. 5%,Mn 1. 0-1. 2%,Mo 0. 3-0. 5%,Cu 0. 4-0. 65%, Ti 0. 15-0. 25%, Si 不大于 0. 6%、P 和 S 均不大于 0. 035%, Re 1. 8-2. 2%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)依據(jù)是C :C是鋼中的組元之一。本發(fā)明襯板中C量的控制一方面是為了保證合金得到好的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐蝕性的配合。含碳量偏低，材料的韌性將得以提高，但耐磨性會(huì)不夠；含碳量過(guò)高，材料的硬度、耐磨性會(huì)改善，但韌性會(huì)下降，因此本發(fā)明的含C量控制在2. 2-2. 5%之間。Cr 鉻是提高鋼的淬透性、使鋼強(qiáng)化的重要元素，同時(shí)也是提高鋼的耐蝕性的重要元素。以往的耐磨襯板材質(zhì)中，除高鉻鑄鐵含鉻量較高以外，一般材質(zhì)中含鉻量多低于5%。 本發(fā)明襯板選擇鉻含量為15-18%之間。因?yàn)槠偷暮t量對(duì)材料的耐腐蝕性不利；而偏高的鉻含量對(duì)韌性不利。另外含鉻量的選擇還要兼顧鉻量與碳量的合理匹配。Si 硅元素能改善鑄件的鑄造性能，且有利于鋼水脫氧除氣。鑄造高合金鋼適當(dāng)高的硅含量，能在使用過(guò)程中提高材料的抗氧化能力。但含硅量過(guò)高會(huì)增加材質(zhì)的脆性。試驗(yàn)證明，Si和Ti同時(shí)加入比單獨(dú)加入相同含量的Ti或Si能獲得更好的耐磨性，因而其含量控制在不大于0.6% ；Mn:錳主要起脫氧除氣作用和提高鑄鐵的淬透性，但含量過(guò)高會(huì)產(chǎn)生大量殘余奧氏體，對(duì)材料耐磨性不利，應(yīng)控制在1. 0-1. 2% ；Ni 加入鎳元素可提高鋼的耐蝕性、韌性和淬透性，在多元合金化的條件下，鎳與 Cr、Mo等元素共同作用，對(duì)耐蝕性的提高作用明顯。而濕式球磨機(jī)襯板工況條件要求襯板材料應(yīng)有足夠高的耐蝕性、韌性、淬透性。但由于Ni的價(jià)格昂貴，為了控制合金成本，加入量控制在0. 3-0.5%。Mo 加入少量Mo元素可提高合金淬透性。同時(shí)，Mo有利于消除回火脆性以及提高合金的抗晶間腐蝕能力。為了控制合金成本，加入量控制在0. 3-0. 5%。Cu =Cu能提高韌性和導(dǎo)熱性，但過(guò)量易生成富銅相和微裂紋，因此，Cu的含量控制在 0. 4-0. 65%。Ti 鈦一方面在煉鋼中起脫硫、去氣、凈化鋼液作用；更重要的是Ti的碳化物則彌撒在奧氏體基體中，進(jìn)一步阻止高溫下材料的奧氏體蠕變，以及碳化物在高溫下逐漸遷徙聚集。正是由于這種非常巧妙的碳化物分布和作用，不但使合金的蠕變強(qiáng)度增加，而且提高了蠕變塑性，并強(qiáng)化滲碳抗力。綜合考慮將Ti含量控制在0. 15-0. 25%。Re =Re有利于提高鑄鐵的塑性，使其既保持高硬度、高強(qiáng)度和耐高溫等特性，又能提高鑄鐵的韌性，但其價(jià)格較高，綜合考慮將Re含量控制在1. 8-2. 2%。鑄鐵中添加Re是本發(fā)明的主要特點(diǎn)之一。P、S:S和P均為有害元素，P會(huì)引起熱脆，S易引起冷脆。為了保證鑄鐵的強(qiáng)度、韌性和耐磨性，必須嚴(yán)格控制S、P的含量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明襯板通過(guò)合金設(shè)計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有優(yōu)異的耐熱性和耐蝕性，其硬度為HRC60-63，沖擊韌性達(dá)到7. 5-8. 5MJ/cm2，抗拉強(qiáng)度達(dá)到875_910N/cm2，有較高的硬度和耐磨性，同時(shí)還具有較高的強(qiáng)度和較好的韌性，其耐磨性比高錳鋼襯板壽命提高2倍以上。2.本發(fā)明襯板中Ni、Mo、Mn等主要合金元素含量不高。與低碳高合金鋼襯板相比， 由于含Ni量低，襯板成本明顯降低，其性價(jià)比較高。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍，所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由各項(xiàng)權(quán)利要求限定。
本實(shí)施例高鉻合金鋼耐磨襯板按重量百分比的合金成分為C 2. 20-2. 50%, Cr 15-18%,Ni 0. 3-0. 5%,Mn :1· 0-1. 2%,Mo :0· 3-0. 5%,Cu :0· 4-0. 65%,Ti :0· 15-0. 25%, Si不大于0. 6%、Ρ和S均不大于0. 035%, Re :1· 8-2. 2%，余量為Fe。本實(shí)施例高鉻合金鋼耐磨襯板按重量百分比的材料成分舉例如下表
權(quán)利要求
1. 一種高鉻合金鋼耐磨襯板，其特征在于所述襯板按重量百分比的合金成分為C: 2. 20-2. 50%,Cr :15-18%,Ni :0. 3-0. 5%,Mn :1. 0-1. 2%,Mo :0. 3-0. 5%,Cu :0. 4-0. 65%, TI :0. 15-0. 25%, Si 不大于 0. 6%、P 和 S 均不大于 0. 035%, Re 1. 8-2. 2%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在電廠、冶金、礦山、建材等行業(yè)球磨機(jī)上的高鉻合金鋼耐磨襯板，按重量百分比的合金成分為C2.20-2.50％、Cr15-18％、Ni0.3-0.5％、Mn1.0-1.2％、Mo0.3-0.5％、Cu0.4-0.65％、Ti0.15-0.25％、Si不大于0.6％、P和S均不大于0.035％、Re1.8-2.2％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該襯板具有優(yōu)異的耐熱性和耐蝕性，有較高的硬度和耐磨性，同時(shí)還具有較高的強(qiáng)度和較好的韌性，其耐磨性比高錳鋼襯板壽命提高2倍以上。襯板中Ni、Mo、Mn等主要合金元素含量不高，襯板成本明顯降低，其性價(jià)比較高。
文檔編號(hào)C22C38/56GK102443745SQ201010501040
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者王振民, 胥國(guó)權(quán) 申請(qǐng)人:王振民