專利名稱：一種高硬度高耐磨性鐵合金材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬鑄造領(lǐng)域，指一種金屬鑄造用材料，特別是指一種高硬度高耐磨性鐵合金材料及制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)機械等領(lǐng)域，為了提高加工速度及減少加工工序，許多部件采用鑄造方式加工，特別是對一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件，采用機械加工的工序非常復(fù)雜。鑄造加工能夠一次性成型，一直得到廣泛應(yīng)用。另一方面，采用鑄造加工方式，能夠根據(jù)待加工產(chǎn)品的需要進行合金性能的調(diào)整，即通過改變合金中的材料組成來改善合金中的某些性能?，F(xiàn)技術(shù)的鑄造工藝中，為了改善或提高合金中的某項性能，一般是通過添加具有改善或提高這些性能的元素來實現(xiàn)，而這些能夠改善性能的元素大部分屬于貴金屬元素或稀土元素，導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)成本提高。如何能夠通過采用一些價格低的元素來替代貴金屬或稀土元素在合金中的性能是本領(lǐng)域技術(shù)人員面對的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高硬度高耐磨性鐵合金材料的技術(shù)方案，通過本技術(shù)方案減少了貴重金屬和稀土的使用，產(chǎn)采用含量多且價格低的元素替代這些貴金屬及稀土，同樣實現(xiàn)了高硬度高耐磨性的鐵合金。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種高硬度高耐磨性鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有,O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65% 的硅、I. 1-1. 3% 的錳、I. 4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 05-0. 1% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、
0.002-0. 003%的硼、O. 03-0. 05%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的鈦是以鈦鐵合金方式加入。所述的鎳和鈷是以鎳鈷鐵合金方式加入。所述的鈰是以含有15%重量百分比的鈰鐵合金方式加入。所述的釩是以釩鐵合金方式加入。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、I. 1-1. 3%的錳、
1.4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 05-0. 1% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03%的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 002-0. 003% 的硼、O. 03-0. 05% 的鈷，余量為
鐵及不可避免的雜質(zhì)進行配料；將經(jīng)過計算得到的上述組成中的鐵、硅、錳首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鑰、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入招，保溫1-2小時；
將得到的合金液在1100-1150°C下進行澆鑄，冷卻到300-350°C后進行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 V的退火爐中，保溫3-5小時出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時后進行淬火液恒溫淬火處理，溫度到180-200°C時進行回火處理；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時后自然冷卻。所述淬火處理的 淬火液為水性淬火液。淬火液在淬火時保持溫度在130_150°C之間。所述淬火分二個階段，第一個階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是通過本技術(shù)方案減少了貴重金屬和稀土的使用，產(chǎn)采用含量多且價格低的元素替代這些貴金屬及稀土，同樣實現(xiàn)了高硬度高耐磨性的鐵合金。
具體實施例方式以下通過具體實施例來詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，以下的實施例僅能用于解釋本發(fā)明而不能解釋為是對本發(fā)明的限制。一種高硬度高耐磨性鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有,O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65% 的硅、I. 1-1. 3% 的錳、I. 4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 05-0. 1% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、
0.002-0. 003%的硼、O. 03-0. 05%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的鈦是以鈦鐵合金方式加入。所述的鎳和鈷是以鎳鈷鐵合金方式加入。所述的鈰是以含有15%重量百分比的鈰鐵合金方式加入。所述的釩是以釩鐵合金方式加入。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、I. 1-1. 3%的錳、
1.4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 05-0. 1% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03%的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 002-0. 003% 的硼、O. 03-0. 05% 的鈷，余量為
鐵及不可避免的雜質(zhì)進行配料；將經(jīng)過計算得到的上述組成中的鐵、硅、錳首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鑰、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入招，保溫1-2小時；將得到的合金液在1100-1150°C下進行澆鑄，冷卻到300-350°C后進行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 V的退火爐中，保溫3-5小時出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時后進行淬火液恒溫淬火處理，溫度到180-200°C時進行回火處理；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時后自然冷卻。
所述淬火處理的淬火液為水性淬火液。淬火液在淬火時保持溫度在130_150°C之間。所述淬火分二個階段，第一個階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒。實施例I一種高硬度高耐磨性鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，O. 8%的碳、O. 6%的硅、I. 1%的錳、I. 4%的鉻、O. 1%的鑰、O. 05%的鎳、O. 8%的鋁、O. 3%的銅、O. 02%的鈦、O. 03%的釩、O. 0005%的鈰、O. 002%的硼、O. 03%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的制備方法是
配料，按重量百分比包括有，O. 8%的碳、O. 6%的硅、I. 1%的錳、I. 4%的鉻、O. 1%的鑰、O. 05%的鎳、O. 8%的鋁、O. 3%的銅、O. 02%的鈦、O. 03%的釩、O. 0005%的鈰、O. 002%的硼、O. 03%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進行配料；將經(jīng)過計算得到的上述組成中的鐵、硅、錳首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鑰、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入招，保溫2小時；將得到的合金液在1100-1150°C下進行澆鑄，冷卻到300-350°C后進行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 V的退火爐中，保溫3小時出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時后用水性淬火液進行淬火液恒溫淬火處理，淬火液在淬火時保持溫度在130-150°C之間，淬火溫度到180-200°C時進行回火處理；所述淬火分二個階段，第一個階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時后自然冷卻。實施例2一種高硬度高耐磨性鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，I. 2%的碳、O. 65%的硅、I. 3%的錳、I. 6%的鉻、O. 2%的鑰、O. 1%的鎳、I. 2%的鋁、O. 5%的銅、O. 03%的鈦、O. 06%的釩、O. 001%的鈰、O. 003%的硼、O. 05%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，1. 2%的碳、O. 65%的硅、1. 3%的錳、1. 6%的鉻、O. 2%的鑰、O. 1%的鎳、I. 2%的鋁、O. 5%的銅、O. 03%的鈦、O. 06%的釩、O. 001%的鈰、O. 003%的硼、O. 05%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進行配料；將經(jīng)過計算得到的上述組成中的鐵、硅、錳首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鑰、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入招，保溫1. 5小時；將得到的合金液在1100-1150°C下進行澆鑄，冷卻到300-350°C后進行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890°C的退火爐中，保溫3. 5小時出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時后用水性淬火液進行淬火液恒溫淬火處理，淬火液在淬火時保持溫度在130-150°C之間，淬火溫度到180-200°C時進行回火處理；所述淬火分二個階段，第一個階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒；回火處 理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時后自然冷卻。實施例3一種高硬度高耐磨性鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，I. 0%的碳、O. 6%的硅、I. 2%的錳、I. 5%的鉻、O. 15%的鑰、O. 08%的鎳、I. 0%的鋁、O. 4%的銅、O. 025%的鈦、O. 04%的釩、O. 0008%的鈰、O. 003%的硼、O. 04%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，1. 0%的碳、O. 6%的硅、1. 2%的錳、1. 5%的鉻、O. 15%的鑰、O. 08%的鎳、I. 0%的鋁、O. 4%的銅、O. 025%的鈦、O. 04%的釩、O. 0008%的鈰、O. 003%的硼、
O.04%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進行配料；將經(jīng)過計算得到的上述組成中的鐵、硅、錳首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鑰、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入招，保溫1. 5小時；將得到的合金液在1100-1150°C下進行澆鑄，冷卻到300-350°C后進行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890°C的退火爐中，保溫3. 5小時出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時后用水性淬火液進行淬火液恒溫淬火處理，淬火液在淬火時保持溫度在130-150°C之間，淬火溫度到180-200°C時進行回火處理；所述淬火分二個階段，第一個階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時后自然冷卻。通過以上技術(shù)方案生產(chǎn)的鐵合金，其抗拉強度超過2000MPa;屈服強度達到1500-1800MPa ;硬度大于 95-102HRC。
權(quán)利要求
1.一種高硬度高耐磨性鐵合金材料，其特征在于其組成按重量百分比包括有，O. 8-1. 2% 的碳、O. 6-0. 65% 的硅、I. 1-1. 3% 的錳、I. 4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 05-0. 1%的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 002-0. 003%的硼、O. 03-0. 05%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高硬度高耐磨性鐵合金材料，其特征在于所述的鈦是以鈦鐵合金方式加入。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高硬度高耐磨性鐵合金材料，其特征在于所述的鎳和鈷是以鎳鈷鐵合金方式加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高硬度高耐磨性鐵合金材料，其特征在于所述的鈰是以含有15%重量百分比的鈰鐵合金方式加入。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高硬度高耐磨性鐵合金材料，其特征在于所述的釩是以釩鐵合金方式加入。
6.一種高硬度高耐磨性鐵合金材料制備方法，其特征在于 配料，按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、I. 1-1. 3%的錳、I. 4-1. 6%的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 05-0. 1% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O.03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 002-0. 003% 的硼、O. 03-0. 05% 的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進行配料； 將經(jīng)過計算得到的上述組成中的鐵、硅、錳首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鑰、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入鋁，保溫1-2小時； 將得到的合金液在1100-1150°C下進行澆鑄，冷卻到300-350°C后進行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 0C的退火爐中，保溫3-5小時出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過I. 2V /分鐘； 淬火處理，置于930-950°C的淬火爐中，保溫2小時后進行淬火液恒溫淬火處理，溫度到180-200°C時進行回火處理； 回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時后自然冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高硬度高耐磨性鐵合金材料制備方法，其特征在于所述淬火處理的淬火液為水性淬火液。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高硬度高耐磨性鐵合金材料制備方法，其特征在于淬火液在淬火時保持溫度在130-150°C之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高硬度高耐磨性鐵合金材料制備方法，其特征在于所述淬火分二個階段，第一個階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高硬度高耐磨性鐵合金材料及制備方法，其組成按重量百分比包括有，0.8-1.2%的碳、0.6-0.65%的硅、1.1-1.3%的錳、1.4-1.6%的鉻、0.1-0.2%的鉬、0.05-0.1%的鎳、0.8-1.2%的鋁、0.3-0.5%的銅、0.02-0.03%的鈦、0.03-0.06%的釩、0.0005-0.001%的鈰、0.002-0.003%的硼、0.03-0.05%的鈷，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。通過本技術(shù)方案減少了貴重金屬和稀土的使用，產(chǎn)采用含量多且價格低的元素替代這些貴金屬及稀土，同樣實現(xiàn)了高硬度高耐磨性的鐵合金。
文檔編號C21D1/18GK102936696SQ20121044709
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業(yè)精密鑄造有限公司