一種高錳鋼耐磨襯板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高錳鋼耐磨襯板及其制備方法，屬于耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】，各成分及其重量百分比為：C：1.1-1.3％、Mn：12-15％、Si：0.4-0.8％、Cr：1.8-2.6％、Al：0.016-0.04％、P≤0.014％、Re：0.02-0.1％，Ti：0.06-0.16％，Nb：0.028-0.04％，Mo:0.1-0.15％；余量為Fe。本發(fā)明強(qiáng)度、韌性高，HRC為300—320，沖擊韌性≥52J/cm2，加入合金元素細(xì)化組織，形成細(xì)化奧氏體，提高其耐磨性，使用壽命大于6000h。
【專利說(shuō)明】一種高錳鋼耐磨襯板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高錳鋼耐磨襯板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐磨材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的新型材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高【技術(shù)領(lǐng)域】和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，同時(shí)也對(duì)改造某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有十分重要的作用。
[0003]耐磨材料是新材料領(lǐng)域的核心，對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，在全球新材料研究領(lǐng)域中，耐磨材料約占85 %。隨著信息社會(huì)的到來(lái)，特種耐磨材料對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，是二十一世紀(jì)信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高【技術(shù)領(lǐng)域】的關(guān)鍵材料，成為世界各國(guó)新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點(diǎn)，也是世界各國(guó)高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。
[0004]耐磨襯板，是指耐磨鋼板通過(guò)切割、卷板變形、打孔和焊接等生產(chǎn)工藝加工而成各種耐磨襯板，如輸送機(jī)襯板、給煤機(jī)底板/旋風(fēng)分離器倒錐和襯板、耐磨葉片等，耐磨壽命可比普通鋼板提高15倍以上。
[0005]高猛鋼(high manganese steel)是指含猛量在10%以上的合金鋼。
[0006]在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201310051686中公開了一種耐磨襯板及其制備方法，耐磨襯板的組成元素及質(zhì)量百分比為:c:0.25% -0.30 %, Mn:0.70 % -0.90 %, Si:0.30 % -0.60 %, Cr:0.8 % -1.10 %, Mo:0.15 % -0.25 %, Al:0.015 % -0.050 %, Zr:0.025% -0.050%,Cu ( 0.50%,Nb ( 0.020%, Sn ( 0.020%，余量為 Fe 以及不可避免的雜質(zhì)。其制備方法包括以下步驟:S1、原料配制:按照耐磨襯板的組成元素及質(zhì)量百分比配制原料；S2、鑄造:將上述配制好的原料進(jìn)行冶煉、澆注成型，得到成型襯板；S3、澆冒口切割:將上述成型襯板預(yù)熱后熱割、熱刨；S4、熱處理:將上述熱刨后的成型襯板進(jìn)行表面打磨處理，然后升溫至950~1000°C時(shí)進(jìn)行正火，待溫度為900~950°C時(shí)進(jìn)行淬火，淬火后保溫，然后出爐空冷，在溫度為190~220°C的條件下回火，回火后保溫，即得到成品耐磨襯板。該技術(shù)方案中的組分仍需進(jìn)一步改進(jìn)以提高其使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高錳鋼耐磨襯板及其制備方法，該技術(shù)方案具有壽命長(zhǎng)、硬度高、沖擊韌性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]一種高錳鋼耐磨襯板，各成分及其重量百分比為:C:1.1-1.3%, Mn:12-15%,Si:0.4-0.8 Cr:1.8-2.6 Al:0.016-0.04 %, P ^ 0.014 %, Re:0.02-0.1 %, Ti:
0.06-0.16%, Nb:0.028-0.04%, Mo:0.1-0.15% ;余量為 Fe。
[0010] 優(yōu)選的，各成分及其重量百分比為:C:1.15-1.3%, Mn:13-15%, S1:0.5-0.8%,Cr:2.0-2.6%, Al:0.018-0.03 %, P ^ 0.014 %, Re:0.04-0.1 %, Ti:0.08-0.16%, Nb:0.028-0.04%, Mo:0.11-0.15% ;余量為 Fe。
[0011]優(yōu)選的，各成分及其重量百分比為:C:1.2%,Mn:14%,Si:0.6%, Cr:2.2%,Mn:
1.8%,Al:0.02%,P:0.012%,Re:0.06%, T1:0.l%,Nb:0.032%,Mo:0.12% ;余量為 Fe。
[0012]優(yōu)選的，各成分及其重量百分比為:C:1.22%、Mn:14.5%、Si:0.7%, Cr:2.4%,Al:0.024%, P:0.008%, Re:0.08%, Ti:0.12%, Nb:0.034%, Mo:0.13% ;余量為 Fe。
[0013]所述高錳鋼耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟:
[0014](I)原料熔煉，溫度為 1580— 1640°C ；
[0015](2)變質(zhì)處理，加入Nb鐵、Ti鐵及Re ；
[0016](3)澆注，溫度為 1400— 1430°C ；
[0017](4)熱處理，先在 860 — 900°C保溫 1.4一 1.8h，再在 600— 630°C保溫 2.6—3.2h，最后在 1000— 1100°C保溫 1.8 — 2h。
[0018]優(yōu)選的，在出鋼 前12 — 18min加入Nb鐵、Ti鐵及Re。
[0019]優(yōu)選的，在步驟⑴中分2— 4次加入錳鋼；防止錳凍結(jié)。
[0020]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過(guò)熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高綜合性能。
[0021 ] Si促使碳化物析出。
[0022]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0023]Al能夠提高力學(xué)性能。
[0024]Mn是強(qiáng)化元素，提高耐磨性。
[0025]Ti能夠細(xì)化組織，防止脆裂。
[0026]Nb提高強(qiáng)度和韌性。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0028]本發(fā)明強(qiáng)度、韌性高，HRC為300— 320，沖擊韌性≥52J/cm2，加入合金元素細(xì)化組織，形成細(xì)化奧氏體，提高其耐磨性，使用壽命大于6000h。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0030]實(shí)施例1:
[0031]一種高錳鋼耐磨襯板,各成分及其重量百分比為:C:1.2%、Mn:14%、S1:0.6%、Cr:2.2%,A1:0.02%,P:0.012%,Re:0.06%, T1:0.l%,Nb:0.032%，Mo:0.12% ;余量為Fe。
[0032]高錳鋼耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟:
[0033](I)原料熔煉，溫度為1600°C，分4次加入錳鋼；防止錳凍結(jié)；
[0034](2)變質(zhì)處理，在出鋼前14min加入Nb鐵、Ti鐵及Re ；
[0035](3)澆注，溫度為 1410°C ;
[0036](4)熱處理，先在880°C保溫1.5h，再在625°C保溫2.8h，最后在1040°C保溫1.9h ；
[0037]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過(guò)熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高綜合性能。[0038]Si促使碳化物析出。
[0039]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0040]Al能夠提高力學(xué)性能。
[0041]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0042]Ti能夠細(xì)化組織，放置脆裂。
[0043]Nb提高強(qiáng)度和韌性。
[0044]本技術(shù)方案強(qiáng)度、韌性高，HRC為300— 320，沖擊韌性> 52J/cm2，加入合金元素細(xì)化組織，形成細(xì)化奧氏體，提高其耐磨性，使用壽命大于6000h。
[0045]實(shí)施例2:
[0046]一種高錳鋼耐磨襯板，各成分及其重量百分比為:C:1.22 %> Mn:14.5 %、Si:
0.7 Cr:2.4 %、Al:0.024 %、P:0.008 Re:0.08 %, Ti:0.12 %, Nb:0.034 %, Mo:0.13% ;余量為 Fe。
[0047]高錳鋼耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟:
[0048](I)原料熔煉，溫度為1600°C，分2次加入錳鋼；防止錳凍結(jié)；
[0049](2)變質(zhì)處理，在出鋼前13min加入Nb鐵、Ti鐵及Re ；；
[0050](3)澆注，溫度為 1415°C ;
[0051](4)熱處理，先在875°C保溫1.5h，再在616°C保溫2.76h，最后在1045°C保溫
1.91h ；
[0052]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過(guò)熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高綜合性能。
[0053]Si促使碳化物析出。
[0054]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0055]Al能夠提高力學(xué)性能。
[0056]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0057]Ti能夠細(xì)化組織，放置脆裂。
[0058]Nb提高強(qiáng)度和韌性。
[0059]本技術(shù)方案強(qiáng)度、韌性高，HRC為300— 320，沖擊韌性> 52J/cm2，加入合金元素細(xì)化組織，形成細(xì)化奧氏體，提高其耐磨性，使用壽命大于6000h。
[0060]實(shí)施例3:
[0061]一種高錳鋼耐磨襯板，各成分及其重量百分比為:C:1.3%,Mn:12%, Si:0.8%,Cr:1.8%,A1:0.016%,P:0.014%,Re:0.02%, T1:0.16%, Nb:0.028%,Mo:0.15% ;余量
為Fe。
[0062]高錳鋼耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟:
[0063](I)原料熔煉，溫度為1600°C，分4次加入錳鋼；防止錳凍結(jié)；
[0064](2)變質(zhì)處理，在出鋼前15min加入Nb鐵、Ti鐵及Re ；
[0065](3)澆注，溫度為 1430°C ；
[0066](4)熱處理，先在860°C保溫1.8h，再在600°C保溫3.2h，最后在1000°C保溫2h ；[0067]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過(guò)熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高綜合性能。
[0068]Si促使碳化物析出。
[0069]Mo能 夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0070]Al能夠提高力學(xué)性能。
[0071]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0072]Ti能夠細(xì)化組織，放置脆裂。
[0073]Nb提高強(qiáng)度和韌性。
[0074]本技術(shù)方案強(qiáng)度、韌性高，HRC為300— 320，沖擊韌性> 52J/cm2，加入合金元素細(xì)化組織，形成細(xì)化奧氏體，提高其耐磨性，使用壽命大于6000h。
[0075]實(shí)施例4:
[0076]一種高錳鋼耐磨襯板，各成分及其重量百分比為:C:1.3%、Mn:12%、S1:0.8%、Cr:1.8%, Al:0.016%, P:0.008%, Re:0.1%, Ti:0.06%, Nb:0.04%, Mo:0.1% ;余量為Fe。
[0077]高錳鋼耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟:
[0078](I)原料熔煉，溫度為1600°C，分3次加入錳鋼；防止錳凍結(jié)；
[0079](2)變質(zhì)處理，在出鋼前18min加入Nb鐵、Ti鐵及Re ；
[0080](3)澆注，溫度為 1400°C ；
[0081](4)熱處理，先在900°C保溫1.8h，再在630°C保溫2.6h，最后在1100°C保溫2h ；
[0082]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過(guò)熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高綜合性能。
[0083]Si促使碳化物析出。
[0084]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0085]Al能夠提高力學(xué)性能。
[0086]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0087]Ti能夠細(xì)化組織，放置脆裂。
[0088]Nb提高強(qiáng)度和韌性。
[0089]本技術(shù)方案強(qiáng)度、韌性高，HRC為300— 320，沖擊韌性> 52J/cm2，加入合金元素細(xì)化組織，形成細(xì)化奧氏體，提高其耐磨性，使用壽命大于6000h。
[0090]實(shí)施例5:
[0091]一種高錳鋼耐磨襯板，各成分及其重量百分比為:C:1.26 %、Mn:14 %、Si:0.66 %、Cr:2.2 %、Al:0.028 P:0.01: Re:0.06 %, T1:0.14 %，Nb:0.036 %，
Mo:0.14% ;余量為 Fe。
[0092]高錳鋼耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟:
[0093](I)原料熔煉，溫度為1600°C，分3次加入錳鋼；防止錳凍結(jié)；
[0094](2)變質(zhì)處理，在出鋼前13min加入Nb鐵、Ti鐵及Re ；
[0095](3)澆注，溫度為 1425°C ；[0096](4)熱處理，先在880°C保溫1.6h，再在620°C保溫2.8h，最后在1050°C保溫1.9h ；
[0097]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過(guò)熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高綜合性能。
[0098]Si促使碳化物析出。
[0099]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0100]Al能夠提高力學(xué)性能。
[0101]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0102]Ti能夠細(xì)化組織，放置脆裂。
[0103]Nb提高強(qiáng)度和韌性。
[0104]本技術(shù)方案強(qiáng)度、韌性高，HRC為300— 320，沖擊韌性≥52J/cm2，加入合金元素細(xì)化組織，形成細(xì)化奧氏體，提高其耐磨性，使用壽命大于6000h。
[0105] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種高錳鋼耐磨襯板，其特征在于:各成分及其重量百分比為:c:1.1-1.3%、Mn:12-15%,Si:0.4-0.8%,Cr:1.8-2.6%,Al:0.016-0.04%,P ( 0.014%,Re:0.02-0.1%,Ti:0.06-0.16%, Nb:0.028-0.04%, Mo:0.1-0.15% ;余量為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高錳鋼耐磨襯板，其特征在于:各成分及其重量百分比為:C:1.15-1.3%,Mn:13-15%,S1:0.5-0.8%,Cr:2.0-2.6%,Al:0.018-0.03%,P ( 0.014%,Re:0.04-0.1%, T1:0.08-0.16%, Nb:0.028-0.04%, Mo:0.11-0.15% ;余量為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高錳鋼耐磨襯板，其特征在于:各成分及其重量百分比為:C:1.2%,Mn:14%, Si:0.6%, Cr:2.2%,Al:0.02%,P:0.012%, Re:0.06%, Ti:0.1%, Nb:0.032%, Mo:0.12% ;余量為 Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高錳鋼耐磨襯板，其特征在于:各成分及其重量百分比為:C:1.22 %, Mn:14.5%, Si:0.7%, Cr:2.4%, Al:0.024%, P:0.008%, Re:0.08%, Ti:0.12%, Nb:0.034%, Mo:0.13% ;余量為 Fe。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高錳鋼耐磨襯板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)原料熔煉，溫度為1580—1640°C ； (2)變質(zhì)處理，加入 Nb鐵、Ti鐵及Re； (3)澆注，溫度為1400—14300C ； (4)熱處理，先在860— 900°C保溫 1.4一 1.8h，再在 600— 630°C保溫 2.6—3.2h，最后在 1000—1100。。保溫 1.8 — 2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述高錳鋼耐磨襯板的制備方法，其特征在于:在出鋼前12— ISmin加入Nb鐵、Ti鐵及Re。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述高錳鋼耐磨襯板的制備方法，其特征在于:在步驟(1)中分2—4次加入錳鋼。
【文檔編號(hào)】C22C38/38GK103981450SQ201410191367
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】包瑋 申請(qǐng)人:中建材寧國(guó)新馬耐磨材料有限公司