CN101892427A - 高锰合金钢及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有优良耐磨性能的高锰合金钢，其特征是以重量百分比计，它包括以下化学成分，碳：1.1％-1.4％，锰：12％-14％，钛：0.3％-0.5％，硅：0.5％-0.8％，铬：1.5％-2.5％，钼：0.2％，铝：0.06％，稀土：0.3％-0.4％，余为铁和杂质，其制造方法包括配料、熔炼、浇注、淬火，本发明采用废钢为主料，原料充足，成本低；其产品耐磨系数20号以上，抗拉强度、屈服强度比原来分别提高20％、25％以上，初始硬度350HBS；适用于冲击磨料磨损和高效碾碎磨料磨损工，用于大型水泥厂球磨机和火电厂磨煤机，使用寿命可达ZGMn13的1.5倍-2倍。
Description
技术领域：
本发明涉及一种钢材，具体地说是一种高锰合金钢及制造方法。
背景技术：
耐磨钢广泛用于矿山机械、煤炭采运、工程机械、农业机械、建材、电力机械、铁路运输等部门。例如，球磨机的钢球、衬板、挖掘机的斗齿、铲斗，各种破碎机的轧臼壁、齿板、锤头，拖拉机和坦克的履带板、风扇磨机的打击板，铁路辙叉，煤矿刮板输送机用的中部槽中板、槽帮、圆环链，推土机用铲刀、铲齿，大型电动轮车斗用衬板，石油和露天铁矿穿孔用牙轮钻头等等。目前，耐磨钢一般分为高锰钢，中、低合金耐磨钢，铬钼硅锰钢，耐气蚀钢，耐磨蚀钢以及特殊耐磨钢等。而强度和塑性是钢材性能方面的一对矛盾，一般随着强度的提升，塑性会下降。尽管高锰钢的使用历史悠久，而具有较高耐磨性能的高强高锰合金钢则比较少。
发明内容：
本发明的目的是提供一种具有优良耐磨性能的高锰合金钢及制造方法。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种高锰合金钢，以重量百分比计，它包括以下化学成分，碳：1.1％-1.4％，锰：12％-14％，钛：0.3％-0.5％，硅：0.5％-0.8％，铬：1.5％-2.5％，钼：0.2％，铝：0.06％，稀土：0.3％-0.4％，余为铁和杂质。
一种上述高锰合金钢的制造方法，它包括以下步骤：
(1)配料：以重量百分比计，按以下化学成分配料，碳：1.1％-1.4％，锰：12％-14％，钛：0.3％-0.5％，硅：0.5％-0.8％，铬：1.5％-2.5％，钼：0.2％，铝：0.06％，稀土：0.3％-0.4％，石灰石：0.03％-0.04％，余为铁和杂质；
(2)熔炼：将步骤(1)所得配料放入熔炼炉熔炼，出炉温度为1550℃-1580℃；
(3)浇注：将步骤(2)所得钢液采用真空负压法浇注，浇注温度为1380℃-1450℃，真空泵工作8分钟-10分钟，停泵，铸件在沙箱中充分凝固10分钟-15分钟；
(4)淬火：将步骤(3)所得铸件打磨加工进行细处理，然后送入淬火炉淬火8小时-10小时，当炉温达到1100℃-1150℃时，出炉，出炉后温度在1080℃时进行水韧处理，浸水时间15分钟-20分钟即可得成品。
由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，采用废钢为主料，原料充足，成本低；其产品耐磨系数20号以上，抗拉强度、屈服强度比原来分别提高20％、25％以上，初始硬度350HBS，在冲击载荷或接触应力的作用下，表面层迅速产生加工硬化，表面硬度急剧升高，可达600HBW-800HBW；适用于冲击磨料磨损和高效碾碎磨料磨损工，用于大型水泥厂球磨机和火电厂磨煤机，使用寿命可达ZGMn13的1.5倍-2倍。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
一种高锰合金钢，以重量百分比计，它包括以下化学成分，碳：1.1％-1.4％，锰：12％-14％，钛：0.3％-0.5％，硅：0.5％-0.8％，铬：1.5％-2.5％，钼：0.2％，铝：0.06％，稀土：0.3％-0.4％，余为铁和杂质。
一种上述高锰合金钢的制造方法，它包括以下步骤：
(1)配料：以重量百分比计，按以下化学成分配料，碳：1.1％-1.4％(本实施例为1.3％)，锰：12％-14％(本实施例为13.5％)，钛：0.3％-0.5％(本实施例为0.4％)，硅：0.5％-0.8％(本实施例为0.6％)，铬：1.5％-2.5％(本实施例为2.0％)，钼：0.2％(本实施例为0.2％)，铝：0.06％，稀土：0.3％-0.4％(本实施例为0.35％)，石灰石：0.03％-0.04％，余为铁和杂质；
(2)熔炼：将步骤(1)所得配料放入熔炼炉熔炼，出炉温度为1550℃-1580℃；
(3)浇注：将步骤(2)所得钢液采用真空负压法浇注，浇注温度为1380℃-1450℃(本实施例为1450℃)，真空泵工作8分钟-10分钟(本实施例为10分钟)，停泵，铸件在沙箱中充分凝固10分钟-15分钟(本实施例为10分钟)；
(4)淬火：将步骤(3)所得铸件打磨加工进行细处理，然后送入淬火炉淬火8小时-10小时(本实施例为10小时)，当炉温达到1100℃-1150℃(本实施例为1100℃)时，出炉，出炉后温度在1080℃时进行水韧处理，浸水时间15分钟-20分钟(本实施例为15分钟)即可得成品。
本发明先按配料将石灰石、20％的废钢放入熔炼炉底，然后启动电源，当炉内钢液达到炉体的1/2时，按配料均匀放入锰、铬、钼、钛及剩余废钢继续熔化，当炉内液体达到离炉口10厘米处时，造渣去渣，然后再按配料加硅、铝、稀土进行脱氧，炉温升至1550℃-1580℃，进行成品化学成份分析，待出炉。若含碳量低于1.1则加相应的增碳剂，反之高于1.4，则加相应的减碳剂，保证配料总含碳量在1.1-1.4之间，以保证高锰合金钢的耐磨度。
本发明与现有铸造耐磨钢相比，使用周期长，耐磨系数高，无断裂缺损，使用安全。特别是在冲击载荷或接触应力的作用下，表面层迅速产生加工硬化，表面硬度急剧升高，可达600-800HBW。适用于冲击磨料磨损和高效碾碎磨料磨损工，用于大型水泥厂球磨机和火电厂磨煤机，使用寿命可达ZGMn13的1.5倍-2倍。
Claims (2)
1.一种高锰合金钢，其特征是以重量百分比计，它包括以下化学成分，碳：1.1％-1.4％，锰：12％-14％，钛：0.3％-0.5％，硅：0.5％-0.8％，铬：1.5％-2.5％，钼：0.2％，铝：0.06％，稀土：0.3％-0.4％，余为铁和杂质。
2.一种如权利要求1所述高锰合金钢的制造方法，其特征是它包括以下步骤：
(1)配料：以重量百分比计，按以下化学成分配料，碳：1.1％-1.4％，锰：12％-14％，钛：0.3％-0.5％，硅：0.5％-0.8％，铬：1.5％-2.5％，钼：0.2％，铝：0.06％，稀土：0.3％-0.4％，石灰石：0.03％-0.04％，余为铁和杂质；
(2)熔炼：将步骤(1)所得配料放入熔炼炉熔炼，出炉温度为1550℃-1580℃；
(3)浇注：将步骤(2)所得钢液采用真空负压法浇注，浇注温度为1380℃-1450℃，真空泵工作8分钟-10分钟，停泵，铸件在沙箱中充分凝固10分钟-15分钟；
(4)淬火：将步骤(3)所得铸件打磨加工进行细处理，然后送入淬火炉淬火8小时-10小时，当炉温达到1100℃-1150℃时，出炉，出炉后温度在1080℃时进行水韧处理，浸水时间15分钟-20分钟即可得成品。
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Granted publication date: 20120606 |