CN100453677C - 改性高锰钢 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性高锰钢，它是通过加入铬、稀土，调整原高锰钢中锰(Mn)、碳(C)、硅(Si)、铁(Fe)的重量比而合成的一种改性高锰钢，其配比为：碳(C)1.1%～1.4%，锰(Mn)15%～20%，硅(Si)0.5%～1%，铬(Cr)0.3%～2.5%，稀土(Re)0.1%～5%，其余为铁(Fe)。这种改性高锰钢在保持柔韧性不变的前提下，硬度可比普通高锰钢提高维氏硬度HV100～500，提高了抗冲击及耐磨性能，其使用寿命是普通高锰钢的2至4倍。为用户降低生产成本，为国家节能降耗做贡献。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金材料，更具体地说，是涉及一种高耐磨性高锰钢材料。
背景技术
锰钢是一种使用历史悠久的耐磨材料，其生产技术近年来发展迅速，由于它具有较高的冲击韧性和加工硬化特性，迄今仍被广泛应用于水泥、冶金、矿山、电力、煤炭等研磨、破碎、装载等作业中的产品。
由于原高锰钢及合金钢抗冲击及耐磨性能不太理想，致使其在使用过程中损耗较高。为了进一步提高高锰钢抗冲击及耐磨性能，延长其使用寿命，寻求适用于不同工况下的新钢种，近年来各国的研究人员在高锰钢的改型和再合金方面进行了一系列的研究工作。例如：日本专利JP60～43422中介绍，在高锰钢中加入(重量比)Cr：0～3％，Ni：0～4％，Mo：0～2.5％，Ti：0.05％～0.09％，V：0～0.05％(Ti+V≈0.05％～0.14％)，用来提高耐磨性。美国专利US4494988介绍，在Mn13中加入(重量比)Cr：4％～6％，Ni：4％～6％和N的一定含量，其耐磨性也有所提高。苏联专利SU850725介绍在高锰钢中加入(重量比)Cr：0.5～2％，V：0.1％～0.5％，Ti0.2％～0.6％，Nb：0.1％～0.3％，N 0.5～0.65％，也能提高其耐磨性能。
由此可见，为了提高高锰钢的耐磨性能，人们在高锰钢中加入了较多比较贵重稀缺的合金材料，虽提高了锰钢性能，但成本也随之大幅度增加，且生产工艺也更加复杂，其性价比不太理想。
发明内容
本发明的目的是克服原高锰钢及合金钢的不足，提供一种生产成本低，生产工艺简单，耐磨性能良好，使用寿命长的改性高锰钢。
本发明是通过调整原高锰钢中锰(Mn)、碳(C)、硅(Si)、铁(Fe)的重量比而合成的一种改性高锰钢。其中：
锰(Mn)：是为了稳定奥氏件，使铸件的韧性达到要求；另其在使用过程中冲击硬化，使硬度提高、摩擦系数增加，更耐磨。
碳(C)：碳、锰结合，得到淬火硬度。
硅(Si)：加入一定量的硅，是为脱氧出气。
其组成重量比是：碳(C)1.1％～1.4％，锰(Mn)15％～20％，硅(Si)0.5％～1％，其余为铁(Fe)。
为了使铸件更耐磨，可以加入一定量的铬和稀土。其中：
铬(Cr)：细化晶粒，使铸件去除杂质。
稀土(Re)：细化晶粒，使铸件去除杂质。
其组成重量比是：碳(C)1.1％～1.4％，锰(Mn)15％～20％，硅(Si)0.5％～1％，铬(Cr)0.3％～2.5％，稀土(Re)0.1％～5％，其余为铁(Fe)。
本发明最佳配比的重量比是：碳(C)1.2％～1.3％，锰(Mn)17％～19％，铬(Cr)1％～2％，稀土(Re)2％～3％，硅(Si)0.6％～0.8％，其余为铁(Fe)。
本发明的制作工艺是按比例先将Q195或Q235碳钢废钢料投入熔炉，熔化后再按比例投入中碳锰铁或金属锰或高碳锰铁、铬，高温冶炼至1500℃～1700℃，出钢时加稀土，浇注后，保温在1000℃～1100℃范围内进行淬水，出水修整打磨即可。
通过不同的模具可以浇注成衬板、板锤、打击板、筛条、斗齿、履带、履带板，各种大小齿轮、齿板(鄂板)等产品。
本发明的有益效果是：在保持柔韧性不变的前提下，硬度可比普通高锰钢提高维氏硬度HV100～500，从而提高抗冲击及耐磨性能，其使用寿命是普通高锰钢的2至4倍。为用户降低生产成本，为国家节能降耗做贡献。
具体实施方式
下面给出本发明的实施例。各组分均按重量比。
实施例1：碳(C)1.1％，锰(Mn)15％，硅(Si)0.5％，铁(Fe)83.4％试制的破碎机活动齿板，能够破碎硬度为维氏硬度HV值1900～2200的坚韧金刚砂。
实施例2：碳(C)1.25％，锰(Mn)18％，硅(Si)0.7％，铁(Fe)80.05％试制的破碎机活动齿板，能够破碎硬度为维氏硬度HV值2000～2300的坚韧金刚砂。
实施例3：碳(C)1.4％，锰(Mn)20％，硅(Si)1％，铁(Fe)77.6％试制的破碎机活动齿板，能够破碎硬度为维氏硬度HV值2000～2200的坚韧金刚砂。
实施例4：碳(C)1.2％，锰(Mn)17％，硅(Si)0.6％，铬(Cr)0.3％，稀土(Re)0.1％，铁(Fe)80.8％试制的破碎机活动齿板，能够破碎硬度为维氏硬度HV值1900～2400的坚韧金刚砂。
实施例5：碳(C)1.25％，锰(Mn)18％，硅(Si)0.7％，铬(Cr)1.5％，稀土(Re)2.5％，铁(Fe)76.05％试制的破碎机活动齿板，能够破碎硬度为维氏硬度HV值2100～2500的坚韧金刚砂。
实施例6：碳(C)1.3％，锰(Mn)19％，铬(Cr)2％，稀土(Re)3％，硅(Si)0.8％，铁(Fe)73.9％试制的破碎机活动齿板，能够破碎硬度为维氏硬度HV值2200～2500的坚韧金刚砂。
Claims (4)
1、一种改性高锰钢，其特征是，其组成重量比是：碳(C)1.1％～1.4％，锰(Mn)15％～20％，硅(Si)0.5％～1％，其余为铁(Fe)。
2、根据权利要求1所述的一种改性高锰钢，其特征是，碳(C)1.2％～1.3％，锰(Mn)17％～19％，硅(Si)0.6％～0.8％，其余为铁(Fe)。
3、根据权利要求1或2所述的任何一种改性高锰钢，其特征是，加入铬和稀土，其重量比为铬(Cr)0.3％～2.5％，稀土(Re)0.1％～5％。
4、根据权利要求3所述的一种改性高锰钢，其特征是，加入重量比为铬(Cr)1％～2％，稀土(Re)2％～3％。
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