CN103981424B - 一种高铬合金铸球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高铬合金铸球及其制备方法，属于耐磨材料技术领域，各组分及其重量百分比为：C:2.2‑2.8％、Mn:0.4‑0.8％、Cr:10‑12％、Si:0.4‑0.8％、P:≤0.06％、S:≤0.04％、Al:≤0.08％、Ti:0.2‑0.8％、V:0.1‑0.7％，余量为Fe。本发明硬度高，HRC为60—68，冲击值≥2.7J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致；本发明硬度高，使用寿命长，成本低。

Description

一种高铬合金铸球及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨材料技术领域，具体涉及一种高铬合金铸球及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的深入发展，新技术，新设备，新材料越来越为人们所关注。根据我国冶金、建材、电力、农机、煤炭等五个系统的统计加上机械部门汽车、拖拉机、工程机械的不完全统计，我国每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上。如果应用摩擦磨损理论防止和减轻摩擦磨损，每年可节约150亿美元。因此人们越来越重视金属耐磨材料的发展和应用。
改革开放30多年来，我国广大科技工作者与生产实践相结合，针对我国设备磨损的具体工况条件和国内资源情况，研制出多种新型耐磨材料。大体分为改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢系列；高、中、低碳耐磨合金钢系列；铬系抗磨白口铸铁系列；锰系、硼系抗磨白口铸铁及马氏体、贝氏体抗磨球墨铸铁；不同方法生产的双金属复合耐磨材料；表面技术处理的耐磨材料等等。同时在耐磨材料生产工艺设备上先后从日本、德国、南斯拉夫、比利时等国引进数条机械化自动化生产线。如铸造磨球砂型迪莎自动化生产线；机械化金属型铸球生产线；VRH法衬板生产线等。在吸收引进基础上发展结合国情的新型工艺设备，如消失膜IEPCl铸造工艺设备，金属覆膜砂工艺设备，挤压造型工艺设备，离心铸造工艺设备等新技术新设备。
耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。
耐磨材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，耐磨材料约占85％。随着信息社会的到来，特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
在中国专利申请号：201210291086.9中公开了一种钒钛合金铸球的制造方法，原料为(1)钒钛生铁：C：2.3-2.7，Si：≤0.45，Mn：0.1，Cr：0.5，V：0.45，Ti：0.02，S：≤0.1，P：≤0.08；(2)废钢：轴承边角料：C：0.3-1.0，Si：≤0.4，Mn：≤0.3，Cr：0.5-1.5；(3)高碳铬铁：Cr：60％，Si：≤1.5，Fe：≤38％；该技术方案的HRC≥50，硬度不够，落球冲击疲劳寿命不足。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种高铬合金铸球及其制备方法；本技术方案寿命长，硬度高。
为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为：C:2.2-2.8％、Mn:0.4-0.8％、Cr:10-12％、Si:0.4-0.8％、P:≤0.06％、S:≤0.04％、Al:≤0.08％、Ti:0.2-0.8％、V:0.1-0.7％，余量为Fe。
优选的，各组分及其重量百分比为：C:2.4-2.6％、Mn:0.4-0.6％、Cr:10-12％、Si:0.6-0.8％、P:≤0.06％、S:≤0.04％、Al:≤0.08％、Ti:0.3-0.7％、V:0.2-0.5％，余量为Fe。
优选的，各组分及其重量百分比为：C:2.5％、Mn:0.6％、Cr:12％、Si:0.6％、P:0.05％、S:0.01％、Al:0.02％、Ti:0.4％、V:0.4％，余量为Fe。
所述的高铬合金铸球的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1620—1680摄氏度；
(2)浇注，温度为1480—1540摄氏度；
(3)开箱温度为600—680摄氏度；
(4)热处理，先在540—620摄氏度加热4—5小时，自然冷却至室温后再在320—380摄氏度加热2—3.2小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明硬度高，HRC为60—68，冲击值≥2.7J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致；本发明硬度高，使用寿命长，成本低。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明：
实施例1：
一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为：C:2.5％、Mn:0.6％、Cr:12％、Si:0.6％、P:0.05％、S:0.01％、Al:0.02％、Ti:0.4％、V:0.4％，余量为Fe。
制备方法包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1620摄氏度；
(2)浇注，温度为1540摄氏度；
(3)开箱温度为600摄氏度；
(4)热处理，先在620摄氏度加热4小时，自然冷却至室温后再在320摄氏度加热3.2小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本技术方案硬度高，HRC为60—68，冲击值≥2.7J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致；本技术方案硬度高，使用寿命长，成本低。
实施例2：
一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为：C:2.2％、Mn:0.8％、Cr:10％、Si:0.8％、P:0.06％、S:0.04％、Al:0.08％、Ti:0.2％、V:0.1％，余量为Fe。
制备方法包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1680摄氏度；
(2)浇注，温度为1540摄氏度；
(3)开箱温度为600摄氏度；
(4)热处理，先在620摄氏度加热4小时，自然冷却至室温后再在380摄氏度加热2小时。
本技术方案硬度高，HRC为60—68，冲击值≥2.7J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致；本技术方案硬度高，使用寿命长，成本低。
实施例3：
一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为：C:2.8％、Mn:0.4％、Cr:10％、Si:0.4％、P:0.04％、S:0.02％、Al:0.04％、Ti:0.2％、V:0.7％，余量为Fe。
制备方法包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1640摄氏度；
(2)浇注，温度为1500摄氏度；
(3)开箱温度为635摄氏度；
(4)热处理，先在560摄氏度加热4.6小时，自然冷却至室温后再在360摄氏度加热2.8小时。
本技术方案硬度高，HRC为60—68，冲击值≥2.7J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致；本技术方案硬度高，使用寿命长，成本低。
实施例4：
一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为：C:2.4％、Mn:0.6％、Cr:11％、Si:0.6％、P:0.01％、S:0.02％、Al:0.01％、Ti:0.2％、V:0.2％，余量为Fe。
制备方法包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1660摄氏度；
(2)浇注，温度为1520摄氏度；
(3)开箱温度为640摄氏度；
(4)热处理，先在600摄氏度加热4.4小时，自然冷却至室温后再在330摄氏度加热3小时。
本技术方案硬度高，HRC为60—68，冲击值≥2.7J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致；本技术方案硬度高，使用寿命长，成本低。
实施例5：
一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为：C:2.7％、Mn:0.7％、Cr:10％、Si:0.5％、P:0.005％、S:0.008％、Al:0.01％、Ti:0.7％、V:0.2％，余量为Fe。
制备方法包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1655摄氏度；
(2)浇注，温度为1490摄氏度；
(3)开箱温度为665摄氏度；
(4)热处理，先在570摄氏度加热4.6小时，自然冷却至室温后再在360摄氏度加热2.8小时。
本技术方案硬度高，HRC为60—68，冲击值≥2.7J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致；本技术方案硬度高，使用寿命长，成本低。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种高铬合金铸球，其特征在于，高铬合金铸球的制备方法包括以下步骤：(1)原料熔炼，温度为1620—1680摄氏度；所述的原料为高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为：C:2.2-2.8％、Mn:0.4-0.8％、Cr:10-12％、Si:0.4-0.8％、P:≤0.06％、S:≤0.04％、Al:≤0.08％、Ti:0.2-0.8％、V:0.1-0.7％，余量为Fe；
(2)浇注，温度为1480—1540摄氏度；
(3)开箱温度为600—680摄氏度；
(4)热处理，先在540—620摄氏度加热4—5小时，自然冷却至室温后再在320—380摄氏度加热2—3.2小时。
2.根据权利要求1所述的高铬合金铸球，其特征在于，各组分及其重量百分比为：C:2.4-2.6％、Mn:0.4-0.6％、Cr:10-12％、Si:0.6-0.8％、P:≤0.06％、S:≤0.04％、Al:≤0.08％、Ti:0.3-0.7％、V:0.2-0.5％，余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的高铬合金铸球，其特征在于，各组分及其重量百分比为：C:2.5％、Mn:0.6％、Cr:12％、Si:0.6％、P:0.05％、S:0.01％、Al:0.02％、Ti:0.4％、V:0.4％，余量为Fe。
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