一種鏟車輪胎保護(hù)鏈網(wǎng)的鏈環(huán)用鋼及生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼，其組分及wt%為：C：0.6～0.8%、Si：1.0～1.2%、Mn：0.3～0.7%、P≦0.015%、S≦0.01%、Cr：0.3～0.5%、Ni0.9～1.2%、Co：0.01～0.02%、V：0.16～0.2%、Mo：0.4～0.6%、Als：0.03～0.05%、W：0.03～0.05%、N：0.008～0.01%；生產(chǎn)步驟：鐵水脫硫；轉(zhuǎn)爐冶煉；吹氬并喂入鋁線；在做好的砂模上采用底注式澆注；脫模后自然冷卻至室溫；對(duì)鋼錠加熱并鍛打成型。用本發(fā)明制備的鏟車保護(hù)鏈鏈環(huán)的維氏硬度不低于650，可適應(yīng)在300℃以上高溫下工作5000小時(shí)以上，且利用轉(zhuǎn)爐能夠生產(chǎn)，使效率可以得到提高，相對(duì)于電爐生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，成本也能顯著降低。
【專利說(shuō)明】一種鏟車輪胎保護(hù)鏈網(wǎng)的鏈環(huán)用鋼及生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鏈環(huán)用鋼及其生產(chǎn)方法，具體屬于一種耐高溫鏟車保護(hù)鏈鏈環(huán)用 鋼其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 承擔(dān)煉鋼用廢鋼料的轉(zhuǎn)堆保料和清理生產(chǎn)場(chǎng)地的爐渣等工作的輪式裝載機(jī)，由于 環(huán)境惡劣，在作業(yè)過(guò)程中被廢鋼刺爆輪胎以及赤熱的爐渣燒壞輪胎的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，對(duì)輪 胎的消耗很大，這樣，不但工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本消耗高，而且，由于更換一次輪胎需要90 分鐘以上，降低了裝載作業(yè)效率，給煉鋼生產(chǎn)組織工作帶來(lái)了許多困難。隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加 快，鋼產(chǎn)量的增加，裝載機(jī)輪胎因損壞帶來(lái)的問(wèn)題愈來(lái)愈嚴(yán)重，已影響到了煉鋼生產(chǎn)的順利 進(jìn)行。根據(jù)這種情況，研制出一種防磨、防割、防磨、耐高溫產(chǎn)品輪胎保護(hù)鏈網(wǎng)，解決裝載機(jī) 因頻繁更換輪胎影響工作效率及資金浪費(fèi)的問(wèn)題是迫在眉睫的。鏈環(huán)作為鏈網(wǎng)中關(guān)鍵部位 之一，需要有高的耐磨、耐高溫性能，而目前關(guān)于鏈環(huán)用鋼的相關(guān)介紹文獻(xiàn)很少。
[0003] 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N99116494. 6的專利文獻(xiàn)，介紹了一種用于制造四級(jí)海洋 系泊鏈用鋼27CrMnMo,該鋼的化學(xué)成分重量百分比為碳0. 25-0. 30,硅0. 15-0. 37,錳 0· 90-1. 70,鉻 0· 90-1. 70,鑰 0· 40-0. 60,鋁 0· 01-0. 06,鎳 0· 00- 0· 20,銅 0·00-0· 25,磷 0. 000-0. 025,硫0. 000-0. 025,鈮0. 02-0. 04,余量為鐵。其缺點(diǎn)是該鋼不具有耐300°C以上 高溫性能，耐磨性能較差，即HV10不會(huì)超過(guò)600。性能穩(wěn)定性不夠，再采用的電爐冶煉周期 長(zhǎng)。
[0004] 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110365430.X的專利文獻(xiàn)，介紹了一種R5級(jí)系泊鏈配 方及熱處理工藝，主要是由C，Si，Mn，Cr，Mo元素所組成，其化學(xué)成分重量百分比為：C : 0· 12-0. 30, Μη :0· 20-1. 95, Si :0· 15-0. 50, Cr :0· 50-2. 50, Mo :0· 20-0. 60, A1 :0· 01-0. 06， N :0· 004-0. 015, Ni〈L 50, Cu〈0. 50, S 彡（λ 005，P 彡(λ 015,其余為 Fe。其缺點(diǎn)是該鋼也同 樣不具有耐300°C以上高溫性能，耐磨性能較差，即HV10不會(huì)超過(guò)600。且不僅由于Cr含 量高，而且其屬易偏析元素，容易在凝固過(guò)程中產(chǎn)生枝晶偏析而產(chǎn)生帶狀組織，使鋼的力學(xué) 性能產(chǎn)生方向性，使鋼的橫向塑性和韌性指標(biāo)降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的鏈環(huán)用鋼的耐磨、耐高溫性能不能滿足使用要求，且 生產(chǎn)效率低的不足，提供一種鏟車保護(hù)鏈鏈環(huán)的維氏硬度不低于650,可適應(yīng)在300°C以上 高溫下工作、且利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)使效率提高的鏟車輪胎保護(hù)鏈網(wǎng)的鏈環(huán)用鋼及生產(chǎn)方法。
[0006] 本發(fā)明中利用：釩的析出及固溶強(qiáng)化提高基體強(qiáng)度；利用鎳、鈷元素改善鋼的耐 磨及韌性；利用W可以降低鋼的過(guò)熱敏感性，而提高鋼的熱穩(wěn)性；利用Mo提高熱強(qiáng)性，防止 第二類回火脆性。使鏈環(huán)鋼在經(jīng)熱處理后能滿足鏟車在復(fù)雜環(huán)境下耐磨、耐高溫。而且該 鋼是利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，使生產(chǎn)效率大大提高。
[0007] 實(shí)現(xiàn)上述目的的措施： 一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼，其組分及重量百分比含量為：C :0.6?0.8%、Si : 1. 0 ?1. 2%、Mn :0· 3 ?0· 7%、P 蘭 0· 015%、S 蘭 0· 01%、Cr :0· 3 ?0· 5%、NiO. 9 ?1. 2%、Co : 0. 01 ?0. 02%、V :0. 16 ?0. 2%、Mo :0. 4 ?0. 6%、Als :0. 03 ?0. 05%、W :0. 03 ?0. 05%、N : 0. 008?0. 01%，其余為Fe和雜質(zhì)元素；同時(shí)滿足：V+W+Cr不低于0. 52%。
[0008] 優(yōu)選地：C重量百分比含量為：0· 63?0· 76%。
[0009] 優(yōu)選地：Mo重量百分比含量為：0. 43?0. 47%。
[0010] 優(yōu)選地：V重量百分比含量為：0· 163?0· 193%。
[0011] 其在于添加有Ni，其重量百分比含量為0. 9?1. 1%。
[0012] 生產(chǎn)一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼的方法，其步驟： 1) 對(duì)鐵水進(jìn)行脫硫，并采用噴鎂粉脫硫，控制脫硫后出站鐵水中的s S 0.01%，且不留 漁操作； 2) 進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉：采用頂?shù)讖?fù)合吹煉，控制非鋼加入量占爐內(nèi)總裝入量的10?15% ; 點(diǎn)吹不超過(guò)二次；終渣堿度控制在2. 8~3. 8 ;終點(diǎn)C不低于0. 08% ;控制出鋼溫度在1660? 1690°C ;鋼包渣層厚度控制在不超過(guò)100mm ; 出鋼到1/4時(shí)，先向鋼水中加入硅錳鐵及碳化硅合金原料，其中：硅錳鐵按照18~20Kg/ 噸鋼加入，碳化硅按照2?2. 4Kg/噸鋼加入；當(dāng)出鋼到3/4時(shí)，按照48?55kg/噸鋼加入釩 鐵，按照1?2kg/噸鋼加入氮化硅錳，按照6. 6?11kg/噸鋼加入鉻鐵，按照13?16kg/ 噸鋼加入鎳鐵，按照8?12kg/噸鋼加入鑰鐵，按照0. 2?0. 6kg/噸鋼加入鈷鐵，按照1? 1. 8kg/噸鋼加入鎢鐵，按照0. 8?1. 2kg/噸鋼加入碳粉一次性加完； 3) 在氦站吹氦,在成分進(jìn)行微調(diào)后開(kāi)始吹氦，吹氦時(shí)間不低于5 min,并在吹氦的同時(shí) 按照5?10米/噸鋼喂入鋁線； 4) 在做好的砂模上采用底注式進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1480?1495°C和澆注速度 0· 8 ?lm/s ; 5) 脫模后自然冷卻至室溫； 6) 對(duì)鋼錠加熱并鍛打，其間：控制均熱段溫度為：1100?1200°C，保溫5~10min后，鍛 打成形。
[0013] 本發(fā)明中各元素及主要工序的作用 C :C是擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體兀素，提1?鋼材強(qiáng)度最有效的兀素，也能提1?耐熱鋼的1?溫 強(qiáng)度，但是當(dāng)其含量低于0. 6%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能不足而增加合金添加量，從而增加了生 產(chǎn)成本；當(dāng)其含量高于〇. 8%時(shí)，會(huì)使塑性和韌性下降，因此C選擇在0. 6~0. 8%。優(yōu)選地C在 0· 63 ?0· 76%。
[0014] Si :是一種廉價(jià)的置換強(qiáng)化元素，可以顯著提高鋼的強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度，但是會(huì)降低 韌性，所以不宜高于1. 2%。但在本發(fā)明中，硅和鑰、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗氧化的作用，其含 量也不能低于1. 〇%，否則效果不明顯，故選擇Si的范圍在1?1. 2%。
[0015] Μη:主要是固溶于鐵素體中以提高材料的強(qiáng)度，且又是良好的脫氧劑和脫硫劑。在 本發(fā)明中含有〇. 3?0. 7%的錳，還可以消除或減弱因硫引起的脆性，從而改善鋼的加工性 能。但錳含量高于0. 7%時(shí)，會(huì)使晶粒出現(xiàn)粗化的傾向，當(dāng)連鑄和軋后控冷不當(dāng)時(shí)容易產(chǎn)生 白點(diǎn)，所以選擇控制在〇. 3?0. 7%。
[0016] P、S :作為有害元素，其含量越低越好。S含量過(guò)高，會(huì)形成大量的MnS夾雜，降低 鋼材的機(jī)械性能，因此含量越低越好，所以選擇S的范圍在S 0. 01% ;P易在晶界偏析，增加 鋼的脆性，因此含量越低越好，所以選擇P的范圍在=0. 015%。
[0017] Cr :是提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體腐蝕的主要元素。在高溫下能促使金屬表 面生成致密的氧化膜，防止繼續(xù)氧化。但當(dāng)Cr含量低于0. 3%時(shí)，氧化膜太薄而不能阻止高 溫繼續(xù)氧化；當(dāng)Cr含量高于0. 5%時(shí)，氧化膜太厚反而不利于阻止氧化，所以在本發(fā)明中控 制在0· 3?0· 5%。
[0018] Co:鈷不是形成碳化物的元素，和鐵形成連續(xù)固溶體，在熱處理過(guò)程中阻抑、延緩 其他元素特殊碳化物的析出和聚集，同時(shí)提高鋼的抗氧化性能，從而顯著提高鋼的熱強(qiáng)性 和高溫硬度，達(dá)到提高鋼的耐磨性能，Co含量低于0. 01%時(shí)，提高效果不明顯，Co含量高于 0. 02%時(shí)，效果不再成線性上升，故Co的范圍在0. 01?0. 02%。
[0019] V :是微合金化鋼最常用也是最有效的強(qiáng)化元素之一。釩的作用是通過(guò)形成VN、V (CN)來(lái)影響鋼的組織和性能，它主要是在奧氏體晶界的鐵素體中沉淀析出，細(xì)化鐵素體晶 粒，從而提高材料的強(qiáng)度和低溫韌性。V低于0. 16%時(shí)，析出強(qiáng)化效果不能夠滿足力學(xué)性能 要求，V高于0. 2%時(shí)，析出強(qiáng)化使強(qiáng)度太高而導(dǎo)致韌性變差，故V的范圍在0. 16?0. 2%。 優(yōu)選地V在〇· 163?0· 193%。
[0020] Als :是作為煉鋼時(shí)的脫氧定氮?jiǎng)?，Als與鋼中的N形成細(xì)小難溶A1N質(zhì)點(diǎn)，起到阻 抑作用，進(jìn)而細(xì)化鐵素體晶粒，Als含量過(guò)低，細(xì)化作用不明顯，Als含量過(guò)高，降低了鋼液 的流動(dòng)性，形成大量的A1 203會(huì)在水口結(jié)瘤，從而堵住水口，所以選擇A1的范圍在0. 03? 0. 05%, N:作為VN析出必需的元素，為了保證一定的析出量，因此，其含量有最小的含量，但 是N含量過(guò)高會(huì)影響鋼中內(nèi)部質(zhì)量，所以選擇N的范圍在0. 008?0. 01%。
[0021] Mo :是強(qiáng)碳化元素。細(xì)化鋼的晶粒，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)能夠保持足 夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力，也能提高鋼的紅硬性。如其含量低于〇. 4%時(shí)，效果不明顯；若高于 0. 6%時(shí)，會(huì)在焊接時(shí)形成馬氏體而導(dǎo)致焊接接頭脆性增加，所以在本發(fā)明中選擇Mo的范圍 在 Μ〇0· 4 ?0· 6%。優(yōu)選地：Mo 在 0· 43 ?0· 47%。
[0022] W:是強(qiáng)碳化物形成元素，提高鋼的硬度和回火抗力，鎢與碳形成碳化鎢有很高的 硬度和耐磨性，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，其含量低于〇. 03%，提高效果不明顯，含量大于 0. 05%時(shí)，形成粗大的碳化物反而使得性能惡化。所以選擇在0. 03?0. 05%范圍。
[0023] 關(guān)于限定V+W+Cr不低于0. 52%的問(wèn)題：在本發(fā)明的試驗(yàn)中注意到，如果不對(duì)其三 元素之和進(jìn)行現(xiàn)限定，則硬度HV10達(dá)不到650以上，同時(shí)高溫下，耐磨性不能滿足使用要 求。
[0024] Ni :在本發(fā)明中，如能適量添加該元素，能進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度及淬透性，使得熱 處理時(shí)更加充分。其含量過(guò)高不僅提高成本，而且容易在氧化皮下富集而引起氧化皮粘附， 選擇范圍Ni在0. 9?1. 1%。
[0025] 主要工藝采用轉(zhuǎn)爐工藝進(jìn)行冶煉，縮短冶煉周期，提高了生產(chǎn)效率。
[0026] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，該鋼制備的鏟車保護(hù)鏈鏈環(huán)的維氏硬度不低于650,可適 應(yīng)在300°C以上高溫下工作5000小時(shí)以上，且利用轉(zhuǎn)爐能夠生產(chǎn)，使效率可以得到提高，相 對(duì)于電爐生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，成本也能顯著降低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 附圖為本發(fā)明的鋼熱處理后金相組織圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述： 表1為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表； 表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的主要工藝參數(shù)列表； 表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例性能監(jiān)測(cè)情況列表。
[0029] 本發(fā)明各實(shí)施例按照以下步驟生產(chǎn)： 1) 對(duì)鐵水進(jìn)行脫硫，并采用噴鎂粉脫硫，控制脫硫后出站鐵水中的s S 0.01%，且不留 漁操作； 2) 進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉：采用頂?shù)讖?fù)合吹煉，控制非鋼加入量占爐內(nèi)總裝入量的10?15% ; 點(diǎn)吹不超過(guò)二次；終渣堿度控制在2. 8~3. 8 ;終點(diǎn)C不低于0. 08% ;控制出鋼溫度在1660? 1690°C ;鋼包渣層厚度控制在不超過(guò)100mm ; 出鋼到1/4時(shí)，先向鋼水中加入硅錳鐵及碳化硅合金原料，其中：硅錳鐵按照18~20Kg/ 噸鋼加入，碳化硅按照2?2. 4Kg/噸鋼加入；當(dāng)出鋼到3/4時(shí)，按照48?55kg/噸鋼加入釩 鐵，按照1?2kg/噸鋼加入氮化硅錳，按照6. 6?11kg/噸鋼加入鉻鐵，按照13?16kg/ 噸鋼加入鎳鐵，按照8?12kg/噸鋼加入鑰鐵，按照0. 2?0. 6kg/噸鋼加入鈷鐵，按照1? 1. 8kg/噸鋼加入鎢鐵，按照0. 8?1. 2kg/噸鋼加入碳粉一次性加完； 3) 在氦站吹氦,在成分進(jìn)行微調(diào)后開(kāi)始吹氦，吹氦時(shí)間不低于5 min,并在吹氦的同時(shí) 按照5?10米/噸鋼喂入鋁線； 4) 在做好的砂模上采用底注式進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1480?1495°C和澆注速度 0· 8 ?lm/s ; 5) 脫模后自然冷卻至室溫； 6) 對(duì)鋼錠加熱并鍛打，其間：控制均熱段溫度為：1100?1200°C，保溫5~10min后，鍛 打成形。
[0030] 表1本發(fā)明實(shí)施例與比較例的化學(xué)成分列表（wt%)

【權(quán)利要求】
1. 一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼，其組分及重量百分比含量為：C :0. 6?0. 8%、Si : 1. 0 ?1. 2%、Mn :0· 3 ?0· 7%、P 蘭 0· 015%、S 蘭 0· 01%、Ni0. 9 ?1. 2%、Cr :0· 3 ?0· 5%、Co : 0. 01 ?0. 02%、V :0. 16 ?0. 2%、Mo :0. 4 ?0. 6%、Als :0. 03 ?0. 05%、W :0. 03 ?0. 05%、N : 0. 008?0. 01%，其余為Fe和雜質(zhì)元素；同時(shí)滿足：V+W+Cr不低于0. 52%。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼，其特征在于：C重量百分比含量 為：0· 63 ?0· 76%。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼，其特征在于：Mo重量百分比含 量為：0· 43 ?0· 47%。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼，其特征在于：V重量百分比含量 為：0· 163 ?0· 193%。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼，其特征在于：添加有Ni，其重 量百分比含量為〇. 9?1. 1%。
6. 生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的一種鏟車輪胎保護(hù)鏈鏈環(huán)用鋼的方法，其步驟： 1) 對(duì)鐵水進(jìn)行脫硫，并采用噴鎂粉脫硫，控制脫硫后出站鐵水中的S S 0.01%，且不留 漁操作； 2) 進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉：采用頂?shù)讖?fù)合吹煉，控制非鋼加入量占爐內(nèi)總裝入量的10?15% ; 點(diǎn)吹不超過(guò)二次；終渣堿度控制在2. 8~3. 8 ;終點(diǎn)C不低于0. 08% ;控制出鋼溫度在1660? 1690°C ;鋼包渣層厚度控制在不超過(guò)100mm ; 出鋼到1/4時(shí)，先向鋼水中加入硅錳鐵及碳化硅合金原料，其中：硅錳鐵按照18~20Kg/ 噸鋼加入，碳化硅按照2?2. 4Kg/噸鋼加入；當(dāng)出鋼到3/4時(shí)，按照48?55kg/噸鋼加入釩 鐵，按照1?2kg/噸鋼加入氮化硅錳，按照6. 6?11kg/噸鋼加入鉻鐵，按照13?16kg/ 噸鋼加入鎳鐵，按照8?12kg/噸鋼加入鑰鐵，按照0. 2?0. 6kg/噸鋼加入鈷鐵，按照1? 1. 8kg/噸鋼加入鎢鐵，按照0. 8?1. 2kg/噸鋼加入碳粉一次性加完； 3) 在氦站吹氦,在成分進(jìn)行微調(diào)后開(kāi)始吹氦，吹氦時(shí)間不低于5 min,并在吹氦的同時(shí) 按照5?10米/噸鋼喂入鋁線； 4) 在做好的砂模上采用底注式進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1480?1495°C和澆注速度 0· 8 ?lm/s ; 5) 脫模后自然冷卻至室溫； 6) 對(duì)鋼錠加熱并鍛打，其間：控制均熱段溫度為：1100?1200°C，保溫5~10min后，鍛 打成形。
【文檔編號(hào)】C21C5/35GK104152810SQ201410421798
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】徐志東, 周新龍, 范植金, 吳杰, 何杰斌, 徐志 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司