CN103938112A - 一种超高碳钢及其制备方法 - Google Patents
一种超高碳钢及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103938112A CN103938112A CN201410142827.6A CN201410142827A CN103938112A CN 103938112 A CN103938112 A CN 103938112A CN 201410142827 A CN201410142827 A CN 201410142827A CN 103938112 A CN103938112 A CN 103938112A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon steel
- water
- ultra
- quenching
- high carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910000621 Ultra-high-carbon steel Inorganic materials 0.000 title abstract 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 5
- 241000283074 Equus asinus Species 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种超高碳钢及其制备方法，由以下组分按重量百分比组成：碳1.6-2.1%、镍3-5%、铬13-16%、锰0.01-0.03%、钨2.3-2.6%、钴1.3-1.8%、铌0.06-0.08%、硅0.04-0.08%、铜0.8-1.4%、Ce0.006-0.009%、La0.003-0.007%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。制备方法（1）熔炼；（2）浇铸后热处理；（3）淬火；（4）二次淬火处理：冷却到500-600℃时采用连续水流对超高碳钢的表面进行喷水冷却，连续水流的流速控制在30-40L/min；（5）产品验收。本发明各合金元素比例合理，制备的高碳钢具有强度高、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性好和抗疲劳性好等优点；另外，完善了淬火处理工艺，进一步提高成品的耐磨性和抗疲劳性，生产工艺简单，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种超高碳钢及其制备方法。
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、耐腐蚀性能和抗疲劳性差的问题，在很多场合还不能满足生产的要求。
另外，合金钢制备过程中淬火处理是一项技术性高、工艺及参数要求非常高的工艺，技术的不同直接影响着合金钢材料的性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种超高碳钢及其制备方法，本发明的超高碳钢具有高的耐磨性、耐腐蚀性能和抗疲劳性。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种超高碳钢，由以下组分按重量百分比组成：碳1.6-2.1%、镍3-5%、铬13-16%、锰0.01-0.03%、钨2.3-2.6%、钴1.3-1.8%、铌0.06-0.08%、硅0.04-0.08%、铜0.8-1.4%、Ce0.006-0.009%、La0.003-0.007%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。
优选：碳1.8%、镍4%、铬15%、锰0.02%、钨2.5%、钴1.5%、铌0.07%、硅0.06%、铜1.2%、Ce0.007%、La0.005%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。
所述的超高碳钢的制备方法，包括以下步骤：
（1）熔炼：将废旧碳钢和废钢作为原料通过电驴熔化成碳钢水，，并加入合金元素进行合金化，保证成分合格后出水，出水温度控制在1780℃进行浇铸；
（2）浇铸后热处理：先由室温以220-250℃/小时速率升温至955-985℃，保温5小时；再以140-160℃/小时速率降温至630-650℃，保温60分钟；再以100-120℃/小时速率降温至300-320℃，保温3小时；再以150-170℃/小时速率升温至520-550℃，保温3小时；
（3）淬火：将产品浸入处于常温状态的水玻璃介质中进行间隙式淬火15分钟，再进行整体淬火1小时，淬火过程中水玻璃介质温度控制在100-120℃；
（4）二次淬火处理：冷却到500-600℃时采用连续水流对超高碳钢的表面进行喷水冷却，连续水流的流速控制在30-40L/min；
（5）清理表面以及产品验收、进库。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的超高碳钢中的各合金元素比例合理，制备的高碳钢具有强度高、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性能好和抗疲劳性好等优点；另外，完善了淬火处理工艺，进一步提高成品的耐磨性和抗疲劳性，生产工艺简单，具有良好的市场前景。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：
一种超高碳钢，由以下组分按重量百分比组成：碳1.8%、镍4%、铬15%、锰0.02%、钨2.5%、钴1.5%、铌0.07%、硅0.06%、铜1.2%、Ce0.007%、La0.005%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。
所述的超高碳钢的制备方法，包括以下步骤：
（1）熔炼：将废旧碳钢和废钢作为原料通过电驴熔化成碳钢水，，并加入合金元素进行合金化，保证成分合格后出水，出水温度控制在1780℃进行浇铸；
（2）浇铸后热处理：先由室温以230℃/小时速率升温至985℃，保温5小时；再以150℃/小时速率降温至650℃，保温60分钟；再以100℃/小时速率降温至300℃，保温3小时；再以150℃/小时速率升温至550℃，保温3小时；
（3）淬火：将产品浸入处于常温状态的水玻璃介质中进行间隙式淬火15分钟，再进行整体淬火1小时，淬火过程中水玻璃介质温度控制在100℃；
（4）二次淬火处理：冷却到500℃时采用连续水流对超高碳钢的表面进行喷水冷却，连续水流的流速控制在30L/min；
（5）清理表面以及产品验收、进库。
本发明的超高碳钢与目前传统配方及生产工艺生产的高碳钢相比，具有优异的综合力学性能和使用性能，具体情况如下表所示：
从上表可以看出，本发明的超高碳钢具有高的耐磨性和抗疲劳性。
Claims (3)
1.一种超高碳钢，其特征在于：由以下组分按重量百分比组成：碳1.6-2.1%、镍3-5%、铬13-16%、锰0.01-0.03%、钨2.3-2.6%、钴1.3-1.8%、铌0.06-0.08%、硅0.04-0.08%、铜0.8-1.4%、Ce0.006-0.009%、La0.003-0.007%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的超高碳钢，其特征在于：优选：碳1.8%、镍4%、铬15%、锰0.02%、钨2.5%、钴1.5%、铌0.07%、硅0.06%、铜1.2%、Ce0.007%、La0.005%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁。
3.一种如权利要求1所述的超高碳钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）熔炼：将废旧碳钢和废钢作为原料通过电驴熔化成碳钢水，并加入合金元素进行合金化，保证成分合格后出水，出水温度控制在1780℃进行浇铸；
（2）浇铸后热处理：先由室温以220-250℃/小时速率升温至955-985℃，保温5小时；再以140-160℃/小时速率降温至630-650℃，保温60分钟；再以100-120℃/小时速率降温至300-320℃，保温3小时；再以150-170℃/小时速率升温至520-550℃，保温3小时；
（3）淬火：将产品浸入处于常温状态的水玻璃介质中进行间隙式淬火15分钟，再进行整体淬火1小时，淬火过程中水玻璃介质温度控制在100-120℃；
（4）二次淬火处理：冷却到500-600℃时采用连续水流对超高碳钢的表面进行喷水冷却，连续水流的流速控制在30-40L/min；
（5）清理表面以及产品验收、进库。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410142827.6A CN103938112B (zh) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 一种超高碳钢 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410142827.6A CN103938112B (zh) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 一种超高碳钢 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103938112A true CN103938112A (zh) | 2014-07-23 |
| CN103938112B CN103938112B (zh) | 2016-05-18 |
Family
ID=51185976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410142827.6A Expired - Fee Related CN103938112B (zh) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 一种超高碳钢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103938112B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4294613A (en) * | 1979-07-03 | 1981-10-13 | Henrik Giflo | Acid resistant, high-strength steel suitable for polishing |
| JPH06198713A (ja) * | 1993-01-04 | 1994-07-19 | Hitachi Metals Ltd | 押出しまたは射出成形用スクリュおよびその製造方法 |
| EP0735155A1 (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-02 | Rolls-Royce And Associates Limited | A stainless steel alloy |
| CN101037760A (zh) * | 2007-04-03 | 2007-09-19 | 西安交通大学 | 一种高碳高钒高速钢复合轧辊及其热处理方法 |
| US20080253919A1 (en) * | 2005-04-29 | 2008-10-16 | Koppern Entwicklungs Gmbh & Co. Kg | Powder-Metallurgically Produced, Wear-Resistant Material |
-
2014
- 2014-04-10 CN CN201410142827.6A patent/CN103938112B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4294613A (en) * | 1979-07-03 | 1981-10-13 | Henrik Giflo | Acid resistant, high-strength steel suitable for polishing |
| JPH06198713A (ja) * | 1993-01-04 | 1994-07-19 | Hitachi Metals Ltd | 押出しまたは射出成形用スクリュおよびその製造方法 |
| EP0735155A1 (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-02 | Rolls-Royce And Associates Limited | A stainless steel alloy |
| US20080253919A1 (en) * | 2005-04-29 | 2008-10-16 | Koppern Entwicklungs Gmbh & Co. Kg | Powder-Metallurgically Produced, Wear-Resistant Material |
| CN101037760A (zh) * | 2007-04-03 | 2007-09-19 | 西安交通大学 | 一种高碳高钒高速钢复合轧辊及其热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103938112B (zh) | 2016-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101709427A (zh) | 一种低成本高强韧高耐磨冷作模具钢及其制备方法 | |
| CN101709428A (zh) | 复合微合金化高热强性热作模具钢及其制备方法 | |
| CN103436766B (zh) | 一种含镍铬合金钢的制备方法 | |
| CN106566946A (zh) | 稀土铜合金玻璃模具及其制备方法 | |
| CN103695698A (zh) | 一种电气化铁路用铜合金接触线及其制备方法 | |
| CN104480407A (zh) | 含铜、铈的抗菌不锈钢及其制备方法 | |
| CN102994907A (zh) | 一种止回阀阀体铸造方法 | |
| CN104178703A (zh) | 一种新型金属材料 | |
| CN103834875A (zh) | 一种耐腐蚀弹性合金材料及其制备方法 | |
| CN104152790B (zh) | 一种不粘锅具材料及其制备方法 | |
| CN103667916B (zh) | 一种高硬度合金钢材料及其制备方法 | |
| CN104946925A (zh) | 一种母线槽用铜铝合金材料的处理工艺 | |
| CN103924164A (zh) | 一种高铬合金钢材料及其制备方法 | |
| CN103695704A (zh) | 一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料及其制备方法 | |
| CN103667983A (zh) | 一种高强度弹簧钢及其制备方法 | |
| CN104388806A (zh) | 一种耐磨损金属陶瓷模具材料 | |
| CN104357725B (zh) | 一种耐高温金属陶瓷模具材料 | |
| CN103938112B (zh) | 一种超高碳钢 | |
| CN105239016A (zh) | 一种金属材料及其制备方法 | |
| CN107663597A (zh) | 一种高强度的铝青铜合金轴套 | |
| CN104073733A (zh) | 一种耐空气腐蚀合金钢材料及其制备方法 | |
| CN105177464A (zh) | 一种耐酸碱腐蚀合金钢及其制备方法 | |
| CN110551940A (zh) | 一种叶轮成型工艺 | |
| CN103667965A (zh) | 一种耐低温耐腐蚀合金钢材料及其制备方法 | |
| CN103614641A (zh) | 特殊高铬钢锻 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Lu Jin Inventor before: Ni Feifei |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180205 Address after: Jiang Xi Road 401300 Chongqing Nan'an District No. 1 Building 5 Patentee after: Chongqing Xuan Ming Technology Co., Ltd. Address before: 244000 Tongling City Bridge Economic Development Zone, Anhui Province, horizontal port logistics park Patentee before: TONGLING NANJIANG XINGANG INDUSTRIAL CO., LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190523 Address after: 408000 No. 6 Lidu Hefeng Avenue, Fuling District, Chongqing Patentee after: Chongqing Peng Jia Yu Beijing Great Automotive Components Company Limited Address before: 401300 No. 1, Jiangxi Road, Nanan District, Chongqing Patentee before: Chongqing Xuan Ming Technology Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160518 Termination date: 20200410 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |