CN103667981B - 一种用于球磨机衬板的合金钢材料 - Google Patents

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Abstract

一种用于球磨机衬板的合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.1-0.3、硅0.3-0.5、硼0.1-0.2、铬3.0-3.3、镍11.0-11.5、钴3.3-3.5、Mo0.2-0.5、Cu0.6-0.8、Os0.01-0.03、Ir0.003-0.005、Ru0.004-0.006、Rh1.0-2.5、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明使用多种金属元素，通过合理设置配比和生产工艺，合理设置投放次序，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性极好等特点，可以显著延长抗磨部件寿命，降低机械的损坏率，增加了安全系数。通过加入精炼剂，气孔度降低1-2度。

Description

一种用于球磨机衬板的合金钢材料
技术领域
本发明涉及金属材料制备领域，尤其涉及一种用于球磨机衬板的合金钢材料及其制备方法。
背景技术
合金钢的发展已经有100多年的历史了，到目前为止，多种多样的合金钢在工业上被应用，主要有以下类型：调质钢、弹簧钢、工具钢、高速钢、模具钢、高中低碳合金钢等，目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于球磨机衬板的合金钢材料及其制备方法，该合金材料具有高的耐磨性和硬度。
本发明的技术方案如下：
一种用于球磨机衬板的合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.05-0.25、铬16.3-17.5、锰3.0-3.2、镍11.0-12.5、铜0.3-0.5、钼0.03-0.05、钒0.003-0.005、钨0.006-0.008、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁；
所述的用于球磨机衬板的合金钢材料的生产方法，其特征在于：
（1）、将生铁与废铁按1：1.5比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）锰、钒；（2）铜、钼、钨；（3）铬、镍；（4）其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为7-10分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以220-240℃/小时速率升温至910-920℃，保温3-4小时；再以140-160℃/小时速率降温至600-610℃，保温30-60分钟；再以100-120℃/小时速率降温至310-330℃，保温2-3小时；再以140-160℃/小时速率升温至530-550℃，保温2-3小时，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：工具钢粉3-4、粘土13-16、轻质碳酸钙2-3、二氧化硅2-3、氧化锌1-2、硅灰石粉3-4、氢氧化镁10-12、硅藻土4-5、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、BaCO33-4、BaF22-3；制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在900-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
本发明的有益效果
本发明使用多种元素，通过合理设置配比和生产工艺，合理设置投放次序，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性极好等特点，可以显著延长抗磨部件寿命，降低机械的损坏率，增加了安全系数；并使用部分废铁作为原料，提高合金的质量稳定均一；适合用于球磨机衬板等易磨损的部件。本发明精炼剂用于铸造生产，明显提高成品率，特别是铸件中的气孔度降低1-2度，得到有效的控制，不会在铸件表面产生气孔，夹杂氧化物也明显降低，氧化夹杂物在2级左右。
具体实施方式
一种用于球磨机衬板的合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.05-0.25、铬16.3-17.5、锰3.0-3.2、镍11.0-12.5、铜0.3-0.5、钼0.03-0.05、钒0.003-0.005、钨0.006-0.008、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
所述的用于球磨机衬板的合金钢材料的生产方法：
（1）、将生铁与废铁按1：1.5比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）锰、钒；（2）铜、钼、钨；（3）铬、镍；（4）其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为9分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以230℃/小时速率升温至915℃，保温3.6小时；再以150℃/小时速率降温至605℃，保温50分钟；再以110℃/小时速率降温至320℃，保温2.5小时；再以150℃/小时速率升温至540℃，保温2.5小时，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成：工具钢粉4、粘土13、轻质碳酸钙2、二氧化硅3、氧化锌1、硅灰石粉4、氢氧化镁12、硅藻土4、氢氧化铝8、玉石粉3、蒙脱石2、BaCO33、BaF22；制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在900-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
本发明用于球磨机衬板的合金钢材料的机械性能为：拉伸强度1180MPa，屈服强度943MPa，延伸率5％，断面收缩率33％，冲击吸收功53J，冲击韧性63J/cm2，硬度290HB。

Claims (1)

1.一种用于球磨机衬板的合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.05-0.25、铬16.3-17.5、锰3.0-3.2、镍11.0-12.5、铜0.3-0.5、钼0.03-0.05、钒0.003-0.005、钨0.006-0.008、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁；
所述的用于球磨机衬板的合金钢材料的生产方法：
（1）、将生铁与废铁按1：1.5比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（a）锰、钒；（b）铜、钼、钨；（c）铬、镍；（d）其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为7-10分钟，投料后搅拌均匀；
所述的铸后热处理是：先由室温以220-240℃/小时速率升温至910-920℃，保温3-4小时；再以140-160℃/小时速率降温至600-610℃，保温30-60分钟；再以100-120℃/小时速率降温至310-330℃，保温2-3小时；再以140-160℃/小时速率升温至530-550℃，保温2-3小时，取出空冷即得；
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：工具钢粉3-4、粘土13-16、轻质碳酸钙2-3、二氧化硅2-3、氧化锌1-2、硅灰石粉3-4、氢氧化镁10-12、硅藻土4-5、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、BaCO33-4、BaF22-3；所述的精炼剂的制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15MPa下压制成坯，然后，在900-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
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