專利名稱:一種稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼及其生產(chǎn)工藝的制作方法
本發(fā)明屬于一種低合金耐磨金屬材料及其生產(chǎn)方法在耐磨鑄鋼領(lǐng)域里，目前主要是以高錳鋼為主，但它的表面硬化效應(yīng)是在高沖擊狀態(tài)下產(chǎn)生的，而在一些低沖擊的磨損場合，就不能更好地發(fā)揮其耐磨性能，因此在一些低應(yīng)力的磨損情況下，人們開始不愿意使用高錳鋼。
本發(fā)明的目的，是提供一種稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼，這種新型材料不僅在高沖擊狀態(tài)下具有良好的耐磨性能，而且在低沖擊應(yīng)力或中等沖擊應(yīng)力狀態(tài)下，甚至在較嚴(yán)厲的磨損條件下也具有良好的耐磨性。本發(fā)明的另一目的，是提供一種制造該耐磨鑄鋼的工藝方法。
本發(fā)明的稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼的化學(xué)成分是碳含量為0.45～0.65%、錳含量為1.5～1.7%、鉻含量為1.1～1.3%、硅含量為0.8～1.0%、鉬含量為0.3～0.4%、鎳含量為0.3～0.4%、硼含量為0.001～0.003%;稀土元素總含量為0.05～0.09%，其中硫、磷有害元素含量不超過0.035%，殘余鋁含量0.02～0.06%。
本發(fā)明的稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼的生產(chǎn)過程，包括堿性電弧爐冶煉、鑄造、熱處理工藝。堿性電弧爐冶煉出鋼溫度，當(dāng)含碳為0.45～0.55%時(shí)，為1580℃～1600℃;當(dāng)含碳量在0.56～0.65%時(shí)，冶煉出鋼溫度在1530℃～1570℃之間，堿性電弧爐冶煉的要點(diǎn)是所加入的稀土合金和硼鐵合金的塊度應(yīng)為10～20mm，在加入前，要在100℃～200℃條件下烘熱，加入時(shí)機(jī)是在出鋼時(shí)，并在鋼水包中被吸收。在加入稀土合金和硼鐵合金前，鋼液必須在白渣下充分脫氧，加入后，鋼水需攪動(dòng)，以確保吸收均勻，并需鎮(zhèn)靜4～7分鐘后，方可進(jìn)行澆注(澆注溫度當(dāng)含碳量在0.45～0.55%時(shí)為1500℃～1510℃，當(dāng)含碳量在0.55～0.65%時(shí)，為1490℃～1500℃)。
在熱處理過程中，應(yīng)按要求控制溫度變化，開始加熱時(shí)，加熱升溫速度為每小時(shí)80℃，一直加熱到600℃～650℃(對于10噸熱處理爐)保溫3～4小時(shí)，然后繼續(xù)以每小時(shí)100℃的升溫速度加熱。當(dāng)含碳量在0.45～0.55%時(shí)，加熱溫度控制在850℃～880℃，當(dāng)含碳量在0.56～0.65%時(shí)，加熱溫度控制在830℃～850℃，保溫4～6小時(shí)后，出爐進(jìn)行冷卻。
在熱處理過程中的冷卻工藝，是采用吹風(fēng)冷卻法。當(dāng)含碳量為0.55～0.65%時(shí)，在開始十分鐘內(nèi)冷卻速度為每分鐘冷卻25℃～35℃，然后以每分鐘冷卻20℃的速度冷卻，冷至300℃～350℃時(shí)停風(fēng)。此時(shí)可將料車?yán)胍呀?jīng)降溫的熱處理爐中，開著爐門，進(jìn)行隨爐自冷回火。該冷卻工藝適用于截面厚度在180mm以下的產(chǎn)品;當(dāng)含碳量為0.45～0.55%時(shí)，要將風(fēng)冷速度控制在每分鐘25℃的程度，當(dāng)冷至400℃～450℃時(shí)停風(fēng)，自然冷卻至室溫。該冷卻工藝適用于截面厚度在130～150mm以下的產(chǎn)品。所選擇的風(fēng)流介質(zhì)溫度在5℃～35℃。
該冷卻工藝的風(fēng)冷陣列與風(fēng)冷速度的控制以吹風(fēng)機(jī)順著料車長度方向兩側(cè)對吹布置，按一定距離擺開對吹加熱件的布陣方式。料盤底部與料車上部之間要留有通風(fēng)通道，其間距最低限度要大于250mm，以便輸入風(fēng)量，使風(fēng)冷效果更好。如果有條件的話，還可以在料車盛料件上方中間區(qū)，順著料車長度方向設(shè)置可左右擺的向下吹的風(fēng)機(jī)，以控制料車中部的冷卻效果?；蛘呃靡慌_(tái)風(fēng)機(jī)制成通風(fēng)管道，向料車心部輸入風(fēng)量，料車與外圍吹風(fēng)機(jī)距離在1.2～1.6m處。
該冷卻工藝對風(fēng)量的要求是每噸產(chǎn)品件冷卻所需風(fēng)量不得小于9000m3。
熱處理裝爐要求，是當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度為150～200mm時(shí)，要保證產(chǎn)品件之間的距離不小于90mm;當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度在100～150mm范圍時(shí)，產(chǎn)品件之間距離不小于70mm;當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度小于80mm時(shí)要保證產(chǎn)品件之間距離不小于60mm。
熱處理過程的冷卻工藝，還可以采用空冷方法。當(dāng)產(chǎn)品截面小于120mm時(shí)，可采用每半噸件空冷方式;當(dāng)產(chǎn)品截面厚度為150～200mm時(shí)可采用單件空冷的冷卻方式。
采用稀土合金制造低合金耐磨金屬材料，不僅工藝簡單，耗能低，生產(chǎn)成本低，耐磨性能高，而且有利于充分開發(fā)利用我國豐富的稀土資源。
權(quán)利要求
1.一種稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼，由碳、鉻、錳、硅、鉬、鎳、硼、稀土元素構(gòu)成，其特征是所說的碳含量為0.45～0.65%，鉻含量為1.1～1.3%，錳含量為1.5～1.7%，硅含量為0.8～1.0%，鉬含量為0.3～0.4%，鎳含量為0.3～0.4%，硼含量為0.001～0.003%；所說的稀土元素總含量為0.05～0.09%，其中硫、磷有害元素含量不得超過0.035%，殘余鋁的含量為0.02～0.06%。
2.按照權(quán)利要求
1所述的稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼，生產(chǎn)過程包括堿性電弧爐冶煉、鑄造、熱處理工藝，其特征在于所說的堿性電弧爐冶煉所加入的稀土合金和硼鐵合金的塊度在10～20mm范圍內(nèi)，在加入以前須在100℃～200℃條件下烘熱，加入時(shí)機(jī)是在出鋼時(shí)，并在鋼水包中被吸收。在加入稀土合金、硼鐵合金前，鋼液必須在白渣下充分脫氧，加入該兩種合金后的鋼水需攪動(dòng)，以確保吸收均勻，并需鎮(zhèn)靜4～7分鐘后，方可進(jìn)行澆注。所說的熱處理過程，其特征是開始加熱升溫速度為每小時(shí)80℃，加熱到600℃～650℃，(對于10噸熱處理爐)保溫3～4小時(shí)，然后繼續(xù)以每小時(shí)100℃的升溫速度加熱。當(dāng)含碳量在0.45～0.55%時(shí)，加熱到850℃～880℃。當(dāng)含碳量在0.56～0.65%時(shí)，加熱到830℃～850℃，保溫4～6小時(shí)后，出爐進(jìn)行冷卻。其冷卻工藝的特征是采用吹風(fēng)冷卻法。當(dāng)生產(chǎn)含碳量為0.55～0.65%，截面厚度在180mm以下的產(chǎn)品時(shí)，冷卻速度在開始10分鐘內(nèi)為每分鐘冷卻25℃～35℃，然后以每分鐘冷卻20℃的速度冷卻，冷至300～350℃停風(fēng)，此時(shí)可將料車?yán)胍呀?jīng)降溫的熱處理爐中開著爐門，進(jìn)行隨爐自冷回火。當(dāng)生產(chǎn)含碳量為0.45～0.55%、截面厚度在130～150mm以下的產(chǎn)品時(shí)，要將風(fēng)冷速度控制在每分鐘25℃的程度，當(dāng)冷至400℃～450℃時(shí)停風(fēng)。自然冷卻至室溫。所選擇的風(fēng)流介質(zhì)溫度在5℃～35℃。
3.按照權(quán)利要求
2所述的熱處理過程的冷卻工藝，其特征是風(fēng)冷陣列與冷卻速度控制以吹風(fēng)機(jī)順著料車長度方向兩側(cè)對吹布置，按一定距離擺開對吹加熱件的布陣方式。料盤底部與料車上部之間要留有通風(fēng)通道，其間距最低限度要大于250mm，以便輸入風(fēng)量，控制風(fēng)冷效果，還可在料車盛料件上方中間區(qū)，順料車長度方向設(shè)置的可左右擺的控制料車中部冷卻效果的向下吹的風(fēng)機(jī)。料車與外圍吹風(fēng)機(jī)距離在1.2～1.6m處。對于風(fēng)量要求，是每噸產(chǎn)品件冷卻所需風(fēng)量為每小時(shí)不得小于9000m3。熱處理裝爐方式特征，是當(dāng)產(chǎn)品件截面厚為150～200mm時(shí)，要保證產(chǎn)品件之間距離不小于90mm;當(dāng)產(chǎn)品截面厚為100～150mm時(shí)，要保證件之間距離不小于70mm;當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度小于80mm時(shí)，要保證產(chǎn)品件之間距離不小于60mm。
4.按照權(quán)利要求
2所述的稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于所說的熱處理過程的冷卻工藝，可采用空冷方法。當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度小于120mm時(shí)，可采用每半噸件空冷的冷卻方式;當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度為150～200mm時(shí)，可采用單件空冷的冷卻方式。
專利摘要
一種稀土鉻錳硅鉬鎳硼耐磨鑄鋼及其生產(chǎn)工藝。該耐磨鑄鋼稀土元素總含量為0.05～0.09％，其中硫、磷有害元素含量不得超過0.035％，殘余鋁的含量為0.02～0.06％。熱處理工藝采用風(fēng)冷方式，依含碳量的不同而采用不同的風(fēng)冷速度。對于小型熱處理加熱爐，可采用空冷方式。
文檔編號(hào)C22C38/58GK85105273SQ85105273
公開日1987年1月14日 申請日期1985年7月8日
發(fā)明者陳明亮, 周啟昌 申請人:桓仁銅鋅礦導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan