專利名稱:一種稀土鉻錳硅鉬鈦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)方法以前以高合金為主的耐磨鑄鋼，不僅浪費(fèi)貴重金屬，而且工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明的目的是提供一種稀土鉻錳硅鉬鈦硼耐磨鑄鋼，這種耐磨鑄鋼不僅在低應(yīng)力或中等沖擊應(yīng)力狀態(tài)下具有良好的耐磨性，而且在較嚴(yán)厲的磨損情況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種耐磨鑄鋼的新工藝方法。采用這種工藝方法，解決了普通低合金耐磨鑄鋼存在的脆斷敏感性問題，和淬水、淬油帶來的工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，并存在著嚴(yán)重的熱處理缺陷的問題。
稀土鉻錳硅鉬鈦硼耐磨鑄鋼的化學(xué)成分是碳含量為0.45～0.70%、鉻含量為0.8～1.0%、錳含量為1.5～1.8%、硅含量為0.8～1.0%、鉬含量為0.2～0.3%、鈦含量為0.05～0.09%、硼含量為0.001～0.003%，所說的稀土元素總含量為0.04～0.08%，其中硫、磷有害元素不得超過0.035%，殘余鋁的含量為0.02～0.06%。
稀土鉻錳硅鉬鈦硼耐磨鑄鋼的生產(chǎn)過程包括堿性電弧爐冶煉、鑄造和熱處理。堿性電弧爐冶煉的出鋼溫度，當(dāng)含碳量在0.45～0.55%時，應(yīng)控制在1580℃～1600℃。當(dāng)含碳量在0.55～0.70%時，出鋼溫度在1530℃～1570℃。該冶煉過程的要點(diǎn)是向鋼水中加入的稀土合金、硼鐵合金塊度在10～20mm，在加入前須在100℃～200℃條件下烘熱，加入時機(jī)是在出鋼時，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，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，在1500℃～1510℃范圍內(nèi)，當(dāng)含碳量在0.55～0.70%時，在1490℃～1500℃范圍之內(nèi))。
熱處理過程的要點(diǎn)，是要嚴(yán)格控制溫度變化，在開始時加熱升溫速度為每小時80℃，一直加熱到600℃～650℃，(對于10噸熱處理爐)保溫3～4小時，然后繼續(xù)以每小時100℃的升溫速度加熱。當(dāng)含碳量在0.45～0.55%時，加熱溫度控制在850℃～880℃，當(dāng)含碳量在0.56～0.70%時，加熱溫度控制在830℃～850℃，保溫4～6小時后，出爐進(jìn)行冷卻。
在熱處理過程的冷卻工藝，是采用吹風(fēng)冷卻法，當(dāng)含碳量為0.45～0.55%時，在開始十分鐘內(nèi)冷卻速度為每分鐘20℃，然后冷卻速度轉(zhuǎn)為每分鐘冷卻15±3℃，冷至400℃～450℃時停風(fēng)，自然冷卻至室溫。該冷卻工藝適用于截面厚度在160mm以下的產(chǎn)品。當(dāng)含碳量為0.56～0.70%時，可以每分鐘冷卻25℃的冷卻速度冷卻十分鐘，然后再以每分鐘冷卻20℃±3℃的冷卻速度冷卻至350℃～300℃停風(fēng)，自然冷卻至室溫。該冷卻工藝適于截面厚度在130mm以下的產(chǎn)品?？蛇x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，以便通入風(fēng)量，控制風(fēng)冷效果。還可在料車盛料件上方中間區(qū)，順著料車長度方向設(shè)置可左右擺動的向下吹的風(fēng)機(jī)，以便提高料車中部的冷卻效果。或者利用一臺風(fēng)機(jī)制成通風(fēng)管道，向料車心部輸入風(fēng)量以控制冷卻效果。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)量每小時不得小于9000m3，可利用風(fēng)機(jī)開閉時間和利用臺數(shù)調(diào)節(jié)冷卻噸位所需風(fēng)量和冷卻速度的要求。
熱處理裝爐要求，是當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度在150～200mm時，要保證產(chǎn)品件之間距離不小于90mm。當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度在100～150mm時，要保證產(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，要保證產(chǎn)品件之間距離不小于60mm。
該冷卻工藝也可采用空冷方法，當(dāng)含碳量為0.45～0.55%時，產(chǎn)品截面厚度小于130mm時，可采用每半噸件空冷方式;當(dāng)含碳量為0.56～0.70%，產(chǎn)品截面厚度在180mm以下時，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、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鈦硼耐磨鑄鋼，由碳、鉻、錳、硅、鉬、鈦、硼和稀土元素構(gòu)成。其特征是所說的碳含量為0.45～0.70%、鉻含量為0.8～1.0%、錳含量為1.5～1.8%、硅含量為0.8～1.0%、鉬含量為0.2～0.3%、鈦含量為0.05～0.09%、硼含量為0.001～0.003%。所說的稀土元素總含量為0.04～0.08%，其中硫、磷有害元素不得超過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鈦硼耐磨鑄鋼，其生產(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、硼鐵合金塊度在10～20mm，在加入前須在100℃～200℃條件下烘熱，加入時機(jī)是在出鋼時，并在鋼水中被吸收。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，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80℃，一直加熱到600℃～650℃(對于10噸熱處理爐)，保溫3～4小時，然后繼續(xù)以每小時100℃的升溫速度加熱。當(dāng)含碳量在0.45～0.55%時，加熱溫度控制在850℃～880℃;當(dāng)含碳量在0.56～0.70%時，加熱溫度控制在830℃～850℃，保溫4～6小時后出爐進(jìn)行冷卻。其冷卻工藝的特征是采用吹風(fēng)冷卻法，當(dāng)含碳量為0.45～0.55%時，在開始十分鐘內(nèi)冷卻速度為每分鐘20℃，然后冷卻速度轉(zhuǎn)為每分鐘冷卻15℃+3℃，冷卻至400℃～450℃時停風(fēng)，自然冷卻至室溫。該冷卻工藝適用于截面厚度在160mm以下的產(chǎn)品;當(dāng)含碳量為0.56～0.70%時，可以每分鐘冷卻25℃的冷卻速度，冷卻十分鐘，然后再以每分鐘冷卻20℃±3℃的冷卻速度冷卻至350℃～300℃停風(fēng)，自然冷卻至室溫。該冷卻工藝適用于截面厚度在130mm以下的產(chǎn)品。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產(chǎn)品件的布陣方式。料盤底部與料車上部之間要留有通風(fēng)通道，其間距最低限要大于250mm。還可在料車盛料件上方中間區(qū)，順料車長度方向設(shè)置可左右擺動的向下吹的控制料車中部冷卻效果的風(fēng)機(jī)，或者利用一臺風(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。對風(fēng)量要求，是每噸件冷卻所需風(fēng)量每小時不得小于9000m3。熱處理裝爐方式其特征，是對產(chǎn)品件截面厚度在150～200mm時，要保持產(chǎn)品件之間距離不小于90mm;當(dāng)產(chǎn)品件截面厚度在100～150時，要保持產(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，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鈦硼耐磨鑄鋼的生產(chǎn)工藝，其特征是所說的熱處理過程的冷卻工藝，可采用空冷方法。當(dāng)含碳量為0.45～0.55%，產(chǎn)品截面厚度小于130mm時，可采用每半噸件空冷方式，當(dāng)含碳量為0.56～0.70%，產(chǎn)品截面厚度在180mm以下時，可采用單件空冷的冷卻方式。
專利摘要
一種稀土鉻錳硅鉬鈦硼耐磨鑄鋼及其生產(chǎn)工藝。該耐磨鑄鋼稀土元素總含量不超過0.04～0.08％，其中硫、磷有害元素不得超過0.035％，殘余鋁含量為0.02～0.06％。熱處理工藝采用風(fēng)冷方式，依含碳的不同而采用不同的風(fēng)冷速度。也可采用空冷方式。
文檔編號C22C38/38GK85105282SQ85105282
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