CN102154588B

CN102154588B - 一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法

Info

Publication number: CN102154588B
Application number: CN201110134314.7A
Authority: CN
Inventors: 曹志春
Original assignee: 曹志春
Current assignee: Jiangsu Fu Qiang Special Steel Co., Ltd.
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: CN102154588A

Abstract

本发明提供一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C0.75-0.85％；V0.3-0.5%；Cr1.0-1.5％；Mn0.8-1.1％；Si0.8-1.0％；P≤0.035％；S≤0.035％；Fe余量，各组分重量百分比之和为100％,生产流程简单，产品冲击韧性好，表面硬度达HRC52-56，耐磨性好，提高了衬板的使用寿命，降低了成本，具有很高的实用价值，其加工热处理工艺简单，机械性能达到：抗拉强度σb≥480Mpa；不开口冲击韧性ak≥38J/cm²；伸长率σ₅≥20％；表面硬度HRC52-56。且贵重合金配比较低，能够有效的提高磨煤机衬板的使用寿命，具有较高的性价比，符合当前国家低能耗、高产出的产业政策。

Description

一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属耐磨材料及其制备方法，尤其涉及一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法。

背景技术

我国是世界水泥、电力（产能、消耗）大国，钢球磨煤机广泛应用于水泥、电力等行业，特别是磨煤机中衬板的磨损消耗较大，磨损条件恶劣。因为水泥、电力行业的磨煤机常常是24小时不停歇满负荷运转，对耐磨材料的要求提出了很大的考验。目前水泥、电力等行业中磨煤机衬板，材质大都采用普通高锰钢、中铬合金等材质，硬度较低，其耐磨性能也趋于一般。稀有合金配比较大，而且生产成本较高，对原材料的消耗较高，与现实低能耗高产出的产业政策有一定冲突，本材质的高碳钒合金耐磨钢衬板合金配比相对较低，只加入了少量的贵重合金元素，有较高的性价比及市场前景。

例如：中铬合金钢 HRC50-55

元素

C

Cr

Mn

Mo

Si

V

Bo

S\P

0.45-0.5

4.5-5.5

0.8-1.0

0.5-1.0

0.8-1.2

≤0.08

≤0.004

≤0.035

高碳钒合金耐磨钢 HRC52-56

元素

C

Cr

V

Mn

Si

P\S

Ni

0.75-0.85

1.0-1.5

0.3-0.5

0.8-1.1

0.8-1.0

≤0.035

微量

发明内容

本发明的目的是提供能够有效解决目前水泥、电力等行业中磨煤机衬板耐磨性能差，使用寿命偏低的问题，并提供一种高性价比的一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法。

本发明的目的是以如下方式实现的：一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.75-0.85％；V 0.3-0.5%；Cr1.0-1.5％；Mn0.8-1.1％；Si0.8-1.0％；P≤0.035％；S≤0.035％；Fe余量，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法，包括以下步骤：

a. 加入溶炼炉溶化铸造该衬板，铸造成型后，将高碳钒合金耐磨钢衬板放至热处理炉中进行正火调质处理，基础温度应控制在300℃保温2小时，2.5小时升至680oC保温2.5小时，3小时升至930oC保温3小时；

b. 进行风冷处理，该衬板工件吊至专用密封风冷处理间，将每块衬板迅速均匀分布散开，然后打开专用循环风机，辅以雾状喷洒装置，待衬板冷却至250℃左右关闭风机空冷至常温。

c.然后将风冷处理后的衬板低温回火处理，回火温度应控制在250℃～300℃之间，处理时间为6～8小时；

d. 最后进行机械性能测试、打磨、抛光。

本发明的优点：碳（C）是合金中的主要元素，碳在金属组织中扩大Y相区，降低Ms点，提高淬透性，含碳量增加，材料硬度及强度会提高，但冲击韧性降低，含碳量降低，韧性会增加，但耐磨性能不够，为了获得一定的冲击韧性、硬度和强度，本材料选择C含量为0.75-0.85％。

钒（V）：钒铁的用途是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。高碳合金中加入的钒，由于形成碳化物而促进珠光体形成，使渗碳体稳定，石墨颗粒的形状细而均匀，细化基体的晶粒，因而使铸件的硬度、抗拉强度和耐磨强度提高。选择含量为0.3-0.5%。铬（cr）：铬也是合金钢中的主要元素，它能固溶于铁素体中，产生固溶强化效应，且铬具有较高的回火抗力，使厚截面硬度均匀，与Si、Mn、Mo合理搭配，可大幅提高淬透性和耐磨性，选择Cr含量为1.0-1.5％。

硅（Si）：硅固溶在铁素体中提高钢的屈服强度、屈服比和硬度，本材质选择硅含量为0.8-1.0％。

锰（Mn）：锰能提高淬透性，但配比不当会增加合金钢正火脆性，选择含量为0.8-1.1％。

磷P、硫S：磷、硫为合金钢中不能除尽的有害杂质，易引起热脆，故应严格控制在≤0.035％。

本发明生产流程简单，产品冲击韧性好，表面硬度达HRC52-56，耐磨性好，提高了衬板的使用寿命，降低了成本，具有很高的实用价值，其加工热处理工艺简单，机械性能达到：抗拉强度σb≥480Mpa；不开口冲击韧性ak≥38J/cm²；伸长率σ₅≥20％；表面硬度HRC52-56。且贵重合金配比较低，能够有效的提高磨煤机衬板的使用寿命，具有较高的性价比，符合当前国家低能耗、高产出的产业政策。

具体实施方式：

实施例1

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.75％；V 0.3%；Cr 1.0％；Mn0.8％；Si0.8％；P 0.035％；S 0.035％；Fe96.28％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法，包括以下步骤：a. 加入溶炼炉溶化铸造该衬板，铸造成型后，将高碳钒合金耐磨钢衬板放至热处理炉中进行正火调质处理，基础温度应控制在300℃保温2小时，2.5小时升至680oC保温2.5小时，3小时升至930oC保温3小时；b. 进行风冷处理，该衬板工件吊至专用密封风冷处理间，将每块衬板迅速均匀分布散开，然后打开专用循环风机，辅以雾状喷洒装置，待衬板冷却至250℃左右关闭风机空冷至常温；c.然后将风冷处理后的衬板低温回火处理，回火温度应控制在250℃～300℃之间，处理时间为6～8小时；d. 最后进行机械性能测试、打磨、抛光。

实施例2

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.76％；V 0.4%；Cr 1.1％；Mn0.9％；Si0.9％；P 0.034％；S 0.034％；Fe95.872％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例3

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.77％；V 0.5%；Cr 1.2％；Mn1.0％；Si1.0％；P 0.033％；S 0.033％；Fe95.464％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例4

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.78％；V 0.5%；Cr 1.3％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.032％；S 0.032％；Fe95.256％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例5

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.79％；V 0.5%；Cr 1.4％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.031％；S 0.031％；Fe95.148％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例6

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.8％；V 0.5%；Cr 1.5％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.025％；S 0.025％；Fe95.05％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例7

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.81％；V 0.5%；Cr 1.5％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.025％；S 0.025％；Fe95.04％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例8

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.82％；V 0.5%；Cr 1.5％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.025％；S 0.025％；Fe95.03％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例9

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.83％；V 0.5%；Cr 1.5％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.025％；S 0.025％；Fe95.02％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例10

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.84％；V 0.5%；Cr 1.5％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.025％；S 0.025％；Fe95.01％，各组分重量百分比之和为100％。

一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

实施例11

一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.85％；V 0.5%；Cr 1.5％；Mn1.1％；Si1.0％；P 0.025％；S 0.025％；Fe95％，各组分重量百分比之和为100％。

.0332机空冷至常温。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。

以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高碳钒合金耐磨钢衬板的制备方法，其特征在于：所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下：C 0.75-0.85％；V 0.3-0.5%；Cr1.0-1.5％；Mn0.8-1.1％；Si0.8-1.0％；P≤0.035％；S≤0.035％；Fe余量，各组分重量百分比之和为100％；包括以下步骤：

a. 加入熔炼炉熔化铸造该衬板，铸造成型后，将高碳钒合金耐磨钢衬板放至热处理炉中进行正火调质处理，基础温度应控制在300℃保温2小时，2.5小时升至680oC保温2.5小时，3小时升至930oC保温3小时；b. 进行风冷处理，该衬板工件吊至专用密封风冷处理间，将每块衬板迅速均匀分布散开，然后打开专用循环风机，辅以雾状喷洒装置，待衬板冷却至250℃关闭风机空冷至常温；c.然后将风冷处理后的衬板低温回火处理，回火温度应控制在250℃～300℃之间，处理时间为6～8小时；d. 最后进行机械性能测试、打磨、抛光。