CN102517516A - 一种复合微合金化高冲击功铸钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高冲击功铸钢，特别适用于采煤机械中刮板输送机上销排座关键部件上使用、具备高冲击功、且加工工艺简单、成本较低的复合微合金化高冲击功铸钢，其所述铸钢的化学成分及其质量百分比为：C：0.18-0.22；Si：0.20-0.50；Mn：1.20-1.50；Cr：0.3-0.6；Ni：0.6-0.9；Mo：0.15-0.30；V：0.05-0.08；Ti：0.03-0.05；Re：0.01-0.02。所述铸钢抗拉强度为930-1080MPa，屈服强度≥830MPa，延伸率≥9%，冲击功≥50J，硬度为292-337HB。

Description

一种复合微合金化高冲击功铸钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具备高冲击功铸钢，尤其涉及添加了微量钒、钛和稀土元素，可用于采煤设备刮板输送机上销排座关键部件的具有高冲击功铸钢及其制造方法。

背景技术

能源工业的飞速发展，对井下采煤设备的需求量不断增多，国内外开发了多种采煤设备以适应这一要求。刮板输送机上的销排座是整套采煤设备上的关键部件，其质量直接影响设备的正常运行和维修成本，提高其质量一直是科技工作者追求的目标。长期以来，国外的销排座主要用22NiMoCr56制造。此钢是一种强韧性良好的钢种，但用于刮板输送机上的销排座本体取样冲击功≤38J，国内主要采用ZG30MnSi材料，其冲击功也只有≤30 J，抗冲击能力明显不足，难以满足使用要求，在设备使用中常常因为此部件的损坏而影响成套设备的运行。因此，尽快研制生产工艺简便、成本低、抗冲击能力强的输送机销排座，是国内外采煤设备生产中亟待解决的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种添加了微量钒、钛和稀土元素，可用于采煤设备刮板输送机上销排座关键部件的具有高冲击功铸钢及其制造方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案是为：所述铸钢的化学成分及其质量百分比为： C：0.18-0.22；Si：0.20-0.50；Mn：1.20-1.50； Cr：0.3-0.6；Ni：0.6-0.9；Mo：0.15-0.30；V：0.05-0.08；Ti：0.03-0.05；Re：0.01-0.02。

所述铸钢抗拉强度为930-1080MPa，屈服强度≥830MPa，延伸率≥9%，冲击功≥50J，硬度为292-337HB。

所述铸钢熔炼和铸造步骤为：

用Q235-A废钢、铬铁、硅铁、锰铁、镍铁、钼铁、钒铁配料，升温至1580-1620℃；

利用铝对高温合金钢水进行脱氧处理；

浇包内预先放置钛铁和稀土，用冲入法对钢水进行合金化和变质处理；

在1560-1580℃温度区间内进行浇铸。

本发明的有益效果：

以Si、Mn、Cr为主要合金元素，加入适量Ni、Mo、V、Ti、RE的复合微合金化铸钢材质，调质后可获得以索氏体为主的组织，具有强度高、冲击韧性好等特点。该铸钢材质用于制造刮板输送机销排座冲击功是22NiMoCr56的1.5倍，完全满足使用要求。该铸钢件生产工艺简单，贵重合金元素加入量少，生产成本低，应用于采煤行业，可明显提高输送设备运转率，降低设备成本，具有很好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

本发明提供了一种复合微合金化高冲击功铸钢，其所述铸钢的化学成分及其质量百分比为：C：0.18-0.22；Si：0.20-0.50；Mn：1.20-1.50； Cr：0.3-0.6；Ni：0.6-0.9；Mo：0.15-0.30；V：0.05-0.08；Ti：0.03-0.05；Re：0.01-0.02。 其中，各合金所具有的主要功能为：

碳（C）：碳含量越高，钢的强度和硬度值增加，而塑性和韧性指标降低；

硅（Si）：强化铁素体，提高抗拉强度和屈服强度，提高耐热性和耐蚀性，降低塑性和韧性；

锰（Mn）：提高强度，硬度和耐磨性；

铬（Cr）：降低钢的导热性，提高钢的耐磨性；

镍（Ni）：扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素，提高强度而不显著降低塑性，有良好的耐腐蚀性能，提高钢的淬透性，增加韧性；

钼（Mo）：强化铁素体，提高高温性能，改善脆性；

钒（V）：V和钢中的C，N，O都有极强的亲和力，与之形成相应的极为稳定的化合物，这些化合物微粒可作为新相的结晶核心，因此，V元素有明显的细化晶粒作用；

钛（Ti）：明显细化铸钢晶粒，减少枝晶偏析，提高钢的强度和韧性，改善钢的耐磨性；

铼（Re）：Re加入钢中具有脱硫、除气的作用，并能改变硫化夹杂物的形态以减轻其在铸钢件中的危害，同时铼与液态金属反应生成的细小粒子，具有加速凝固的形核作用，提高钢水纯净度，限制枝晶偏析，提高钢的冲击韧性。

所述铸钢的制造步骤为：

用Q235-A废钢、铬铁、硅铁、锰铁、镍铁、钼铁、钒铁配料，升温至1580-1620℃；

利用铝对高温合金钢水进行脱氧处理；

浇包内预先放置钛铁和稀土，用冲入法对钢水进行合金化和变质处理；

在1560-1580℃温度区间内进行浇铸。

所述铸钢经热处理后，其抗拉强度为930-1080MPa，屈服强度≥830MPa，延伸率≥9%，冲击功≥50J，硬度为292-337HB。

通过上述合金技术方案的揭示可见，本发明中合金钢具有强度高、冲击韧性好、生产工艺简单，贵重合金元素加入量少，生产成本低等特点，完全可以满足制造采煤机械中刮板输送机销排座对冲击功的苛刻要求。

本发明所揭示的实施例，将通过权利要求得到体现和保护，任何根据本发明中所得到的启示，均落入本发明所保护的范围之中。

Claims (3)

1.一种复合微合金化高冲击功铸钢，其特征在于，其所述铸钢的化学成分及其质量百分比为：C：0.18-0.22；Si：0.20-0.50；Mn：1.20-1.50；Cr：0.3-0.6；Ni：0.6-0.9；Mo：0.15-0.30；V：0.05-0.08；Ti：0.03-0.05；Re：0.01-0.02。

2.根据权利要求1所述的复合微合金化高冲击功铸钢，其特征在于：所述铸钢抗拉强度为930-1080MPa，屈服强度≥830MPa，延伸率≥9％，冲击功≥50J，硬度为292-337HB。

3.根据权利要求1所述的复合微合金化高冲击功铸钢的制造方法，其特征在于，所述铸钢熔炼和铸造步骤为：

用Q235-A废钢、铬铁、硅铁、锰铁、镍铁、钼铁、钒铁配料，升温至1580-1620℃；

利用铝对高温合金钢水进行脱氧处理；

浇包内预先放置钛铁和稀土，用冲入法对钢水进行合金化和变质处理；

在1560-1580℃温度区间内进行浇铸。