CN103924164A

CN103924164A - 一种高铬合金钢材料及其制备方法

Info

Publication number: CN103924164A
Application number: CN201410143323.6A
Authority: CN
Inventors: 倪菲菲
Original assignee: TONGLING NANJIANG XINGANG INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: TONGLING NANJIANG XINGANG INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2014-07-16

Abstract

本发明公开了一种高铬合金钢材料及其制备方法，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.6-2.8%、铬11.3-12.5%、镍0.1-0.3%、锰0.3-0.5%、钼0.04-0.06%、钒0.3-0.5%、钛0.005-0.006%、铜0.7-0.8%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。本发明通过提高铬的含量，可以提高钢的淬透性和耐腐蚀性，合理设置配比和生产工艺，形成的合金材料具有优异的综合力学性能，具有超高的强度、耐磨性好、耐腐蚀强等优点；采用的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。

Description

一种高铬合金钢材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种高铬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，如耐磨性、耐腐蚀性能、冲击韧性、硬度等不能兼顾，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

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高铬合金钢材料及其制备方法，具有高硬度和高耐磨性等优点，可以作为轴承用钢和研磨球用钢的原材料。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种高铬合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.6-2.8%、铬11.3-12.5%、镍0.1-0.3%、锰0.3-0.5%、钼0.04-0.06%、钒0.3-0.5%、钛0.005-0.006%、铜0.7-0.8%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。

优选地，所述的高铬合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.7%、铬12%、镍0.2%、锰0.4%、钼0.05%、钒0.4%、钛0.006%、铜0.75%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。

所述的高铬合金钢材料的其制备方法，包括以下步骤：

（1）将废钢在电弧炉内熔化冶炼，进行脱硫、脱氧；

（2）合金化；

（3）将合金化后的钢水倒入精炼炉内，加入精炼剂进行精炼、浇铸、铸后热处理。

所述的铸后热处理是：先由室温以250-270℃/小时速率升温至980-1000℃，保温5小时；再以180-200℃/小时速率降温至600-630℃，保温30分钟；再以140-150℃/小时速率降温至270-300℃，保温4小时；再以150-170℃/小时速率升温至480-520℃，保温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。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过提高铬的含量，可以提高钢的淬透性和耐腐蚀性，合理设置配比和生产工艺，形成的合金材料具有优异的综合力学性能，具有超高的强度、耐磨性好、耐腐蚀强等优点；采用的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。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

一种高铬合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.7%、铬12%、镍0.2%、锰0.4%、钼0.05%、钒0.4%、钛0.006%、铜0.75%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。

所述的高铬合金钢材料的其制备方法，包括以下步骤：

（1）将废钢在电弧炉内熔化冶炼，进行脱硫、脱氧；

（2）合金化；

所述的铸后热处理是：先由室温以260℃/小时速率升温至1000℃，保温5小时；再以200℃/小时速率降温至600℃，保温30分钟；再以150℃/小时速率降温至300℃，保温4小时；再以160℃/小时速率升温至520℃，保温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、粘土15、轻质碳酸钙2.5、二氧化硅2.5、氧化锌1.5、硅灰石粉3.5、氢氧化镁11、硅藻土5、氢氧化铝10、玉石粉3.5、蒙脱石1.5、BaCO33.5、BaF₂2.5；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200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量3%的硅烷偶联剂KH-550、2%的纳米碳粉，混合均匀后，在12Mpa下压制成坯，然后，在950℃下煅烧4小时，冷却后，再粉碎成200目粉末，即得。

本实施例1的高铬合金钢材料的机械性能为：拉伸强度1310MPa，屈服强度856MPa，延伸率29％，冲击韧性73J/cm2，硬度321HB。

Claims

1.一种高铬合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.6-2.8%、铬11.3-12.5%、镍0.1-0.3%、锰0.3-0.5%、钼0.04-0.06%、钒0.3-0.5%、钛0.005-0.006%、铜0.7-0.8%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。

2.根据权利要求1所述的高铬合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.7%、铬12%、镍0.2%、锰0.4%、钼0.05%、钒0.4%、钛0.006%、铜0.75%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。

3.根据权利要求1所述的高铬合金钢材料的其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将废钢在电弧炉内熔化冶炼，进行脱硫、脱氧；

（2）合金化；

4.根据权利要求3所述的高铬合金钢材料的制备方法，其特征在于：所述的铸后热处理是：先由室温以250-270℃/小时速率升温至980-1000℃，保温5小时；再以180-200℃/小时速率降温至600-630℃，保温30分钟；再以140-150℃/小时速率降温至270-300℃，保温4小时；再以150-170℃/小时速率升温至480-520℃，保温3小时，取出空冷即得。

5.根据权利要求3所述的高铬合金钢材料的制备方法，其特征在于：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。