本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種攪葉用耐磨低碳合金鋼材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

攪葉多用于礦石、煤、礦渣等工作環(huán)境，工況條件惡劣，對材質(zhì)的要求很高。

目前攪葉多采用高錳鋼材料，高錳鋼材料硬度低、耐磨性差、同時使用過程中存在產(chǎn)生較大變形等缺點，在很多工作環(huán)境中不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進一步改進，以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高設(shè)備安全性，降低安全生產(chǎn)風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種攪葉用耐磨低碳合金鋼材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中攪葉硬度低、耐磨性差的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料，組成該合金鋼材料的化學(xué)元素成分及質(zhì)量百分比為:碳0.2-0.35％、硅1.1-1.8％、錳0.6-1.2％、鉻1.5-2.5％、鉬0.2-0.55％、釩0.1-0.4％、磷≤0.030％、硫≤0.030％、余量為鐵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料，通過使用硅、鉻、鉬、釩等合金元素，使合金鋼具有高的硬度、高的耐磨性，還具有較好的韌性的特點，與現(xiàn)有的攪葉鑄造材料相比，具有在硬度提高的基礎(chǔ)上具有更好的耐磨性，鑄造成型的攪葉使用壽命更長。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其采用的技術(shù)方案是：

一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料的生產(chǎn)方法，包括以下生產(chǎn)步驟：

(1)將廢鋼投入中頻爐中充分熔化；

(2)在熔化后的中頻爐中依次添加合金成分：鉬、鉻、錳、硅、釩成分進行合金化；

(3)充分合金化后檢測并調(diào)整各元素成分含量達(dá)到上述質(zhì)量百分比；

(4)將合金化合格后的液態(tài)金屬澆鑄到澆鑄模箱中得到鑄件；

(5)對鑄件進行鑄后熱處理。

進一步的，所述的鑄后熱處理包括以下步驟：

(1)將鑄件放置在熱處理爐中，將爐內(nèi)溫度以200℃/小時的速率升溫至620℃-680℃保溫1.5-2.5小時；

(2)再以250℃/小時的速率升溫至1000℃，保溫3-4小時后，出爐空冷至常溫；

(3)再將鑄件放置到熱處理爐中，并以150℃/小時的速率升溫至620℃-680℃保溫2-2.5小時；

(4)再以200℃/小時的速率升溫至950℃-1030℃，保溫3-4小時，出爐水冷至常溫。

本發(fā)明提供的一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料的生產(chǎn)方法，使用優(yōu)質(zhì)廢鋼作為原料，并經(jīng)過中頻爐熔化、精煉，合理控制鑄后熱處理工藝溫度和熱處理方法，使合金品質(zhì)更穩(wěn)定，提高了綜合力學(xué)性能，特有的鑄造后進行熱處理工藝使得鑄造攪葉能夠快速達(dá)到使用條件，并且該熱處理工藝顯著的提高了攪葉的硬度和耐磨性，由于采用中頻爐對原材料進行熔融，澆鑄后在熱處理爐中分布進行處理，生產(chǎn)全過程中使用到的輔助機械更少，生產(chǎn)效率更高。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與作用更加清楚及易于了解，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步闡述：

實施例1

一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料，組成該合金鋼材料的化學(xué)元素成分及質(zhì)量百分比為：碳0.2％、硅1.1％、錳0.6％、鉻1.5％、鉬0.55％、釩0.4％、磷≤0.030％、硫≤0.030％、余量為鐵。

上述方案中攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料的生產(chǎn)方法，包括以下生產(chǎn)步驟：

(1)將優(yōu)質(zhì)廢鋼投入中頻爐中充分熔化：由于中頻感應(yīng)電爐(以下簡稱中頻爐)的工作頻率在50～10hz之間，廣泛用于有色金屬和黑色金屬的熔煉，與其他鑄造設(shè)備相比較,中頻感應(yīng)電爐具有熱效率高、熔煉時間短、合金元素?zé)龘p少、熔煉材質(zhì)廣、對環(huán)境污染小、能精確控制金屬液的溫度和成分等優(yōu)點，中頻電爐開爐后，在進行裝入廢鋼時，應(yīng)對爐料內(nèi)進行檢查，避免混入易燃易爆等有害物品；

(2)在熔化后的中頻爐中依次添加合金成分：鉬、鉻、錳、硅、釩成分進行合金化；

(3)充分合金化后檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格，即達(dá)到上述質(zhì)量百分比：通過在母材中添加鉬、鉻、錳、硅、釩，可以提高合金材料的硬度和耐磨性；

(4)將合金化合格后的液態(tài)金屬澆鑄到澆鑄模箱中：澆鑄完成后自然冷卻；

(5)對鑄件進行鑄后熱處理。具體包括：①將鑄件放置在熱處理爐中，將爐內(nèi)溫度以200℃/小時的速率升溫至620℃保溫1.6小時；②再以250℃/小時的速率升溫至1000℃，保溫3小時后，出爐空冷至常溫；③再將鑄件放置到熱處理爐中，并以150℃/小時的速率升溫至630℃保溫2.5小時；④再以200℃/小時的速率升溫至1020℃，保溫3小時，出爐水冷至常溫。

在上述生產(chǎn)方法中，所述釩合金需要通過沖包法加入澆包內(nèi)，經(jīng)攪拌靜置使其均勻后澆鑄，通過上述實施方案生產(chǎn)出來的攪葉硬度高，耐磨性好，在攪葉實際應(yīng)用過程中，使用壽命長。

在加入釩時，所述釩通過破碎成10～20mm的顆粒后，放入澆包底部，經(jīng)電爐出鋼時鋼液沖擊釩后均勻加入鋼液內(nèi)。由于釩合金熔點高，利用熔化后的高溫鋼液不僅可以快速實現(xiàn)釩合金的熔化，并在由于受到鋼液的持續(xù)沖擊，釩合金可以更近均勻的混合到合金組分中，使得釩合金的加入達(dá)到最好的提升機械性能和力學(xué)性能的效果。

實施例2

一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料，組成該合金鋼材料的化學(xué)元素成分及質(zhì)量百分比為：碳0.27％、硅1.5％、錳0.9％、鉻1.9％、鉬0.45％、釩0.3％、磷≤0.030％、硫≤0.030％、余量為鐵。

上述方案中攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料的生產(chǎn)方法，包括以下生產(chǎn)步驟：

(1)將優(yōu)質(zhì)廢鋼投入中頻爐中充分熔化：由于中頻感應(yīng)電爐(以下簡稱中頻爐)的工作頻率在50～10hz之間，廣泛用于有色金屬和黑色金屬的熔煉，與其他鑄造設(shè)備相比較,中頻感應(yīng)電爐具有熱效率高、熔煉時間短、合金元素?zé)龘p少、熔煉材質(zhì)廣、對環(huán)境污染小、能精確控制金屬液的溫度和成分等優(yōu)點，中頻電爐開爐后，在進行裝入廢鋼時，應(yīng)對爐料內(nèi)進行檢查，避免混入易燃易爆等有害物品；

(2)在熔化后的中頻爐中依次添加合金成分：鉬、鉻、錳、硅、釩成分進行合金化；

(3)充分合金化后檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格即達(dá)到上述質(zhì)量百分比：通過在母材中添加鉬、鉻、錳、硅、釩，可以提高合金材料的硬度和耐磨性；

(4)將合金化合格后的液態(tài)金屬澆鑄到澆鑄模箱中：澆鑄完成后自然冷卻；

(5)鑄后熱處理。具體包括：①將鑄件放置在熱處理爐中，將爐內(nèi)溫度以200℃/小時的速率升溫至640℃保溫2小時；②再以250℃/小時的速率升溫至1000℃，保溫3.5小時后，出爐空冷至常溫；③再將鑄件放置到熱處理爐中，并以150℃/小時的速率升溫至650℃保溫2小時；④再以200℃/小時的速率升溫至980℃，保溫3.5小時，出爐水冷至常溫。

進一步的，在加入釩時，所述釩通過破碎成10～20mm的顆粒后，放入澆包底部，經(jīng)電爐出鋼時鋼液沖擊釩后均勻加入鋼液內(nèi)。由于釩合金熔點高，利用熔化后的高溫鋼液不僅可以快速實現(xiàn)釩合金的熔化，并在由于受到鋼液的持續(xù)沖擊，釩合金可以更近均勻的混合到合金組分中，使得釩合金的加入達(dá)到最好的提升機械性能和力學(xué)性能的效果。

實施例3

一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料，組成該合金鋼材料的化學(xué)元素成分及質(zhì)量百分比為：碳0.32％、硅1.75％、錳1.2％、鉻2.5％、鉬0.2％、釩0.1％、磷≤0.030％、硫≤0.030％、余量為鐵。

上述方案中攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料的生產(chǎn)方法，包括以下生產(chǎn)步驟：

(1)將優(yōu)質(zhì)廢鋼投入中頻爐中充分熔化：由于中頻感應(yīng)電爐(以下簡稱中頻爐)的工作頻率在50～10hz之間，廣泛用于有色金屬和黑色金屬的熔煉，與其他鑄造設(shè)備相比較,中頻感應(yīng)電爐具有熱效率高、熔煉時間短、合金元素?zé)龘p少、熔煉材質(zhì)廣、對環(huán)境污染小、能精確控制金屬液的溫度和成分等優(yōu)點，中頻電爐開爐后，在進行裝入廢鋼時，應(yīng)對爐料內(nèi)進行檢查，避免混入易燃易爆等有害物品；

(2)在熔化后的中頻爐中依次添加合金成分：鉬、鉻、錳、硅、釩成分進行合金化；

(3)充分合金化后檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格即達(dá)到上述質(zhì)量百分比：通過在母材中添加鉬、鉻、錳、硅、釩，可以提高合金材料的硬度和耐磨性；

(4)將合金化合格后的液態(tài)金屬澆鑄到澆鑄模箱中：澆鑄完成后自然冷卻；

(5)鑄后熱處理。具體包括：①將鑄件放置在熱處理爐中，將爐內(nèi)溫度以200℃/小時的速率升溫至660℃保溫2.5小時；②再以250℃/小時的速率升溫至1000℃，保溫4小時后，出爐空冷至常溫；③再將鑄件放置到熱處理爐中，并以150℃/小時的速率升溫至680℃保溫2小時；④再以200℃/小時的速率升溫至950℃，保溫4小時，出爐水冷至常溫。

進一步的，在加入釩時，所述釩通過破碎成10～20mm的顆粒后，放入澆包底部，經(jīng)電爐出鋼時鋼液沖擊釩后均勻加入鋼液內(nèi)。由于釩合金熔點高，利用熔化后的高溫鋼液不僅可以快速實現(xiàn)釩合金的熔化，并在由于受到鋼液的持續(xù)沖擊，釩合金可以更近均勻的混合到合金組分中，使得釩合金的加入達(dá)到最好的提升機械性能和力學(xué)性能的效果。

上述實施例中提供的一種攪葉鑄造用耐磨低碳合金鋼材料，通過使用硅、鉻、鉬、釩等合金元素，使合金鋼具有高的硬度、高的耐磨性，還具有較好的韌性的特點，與現(xiàn)有的攪葉鑄造材料相比，具有在硬度提高的基礎(chǔ)上具有更好的耐磨性，鑄造成型的攪葉使用壽命更長；且上述生產(chǎn)方法中，使用優(yōu)質(zhì)廢鋼作為原料，并經(jīng)過中頻爐熔化、精煉，合理控制鑄后熱處理工藝溫度和熱處理方法，使合金品質(zhì)更穩(wěn)定，提高了綜合力學(xué)性能，特有的鑄造后進行熱處理工藝使得鑄造攪葉能夠快速達(dá)到使用條件，并且該熱處理工藝顯著的提高了攪葉的硬度和耐磨性，由于采用中頻爐對原材料進行熔融，澆鑄后在熱處理爐中分布進行處理，生產(chǎn)全過程中使用到的輔助機械更少，生產(chǎn)效率更高。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。