CN103981426A - 一种高铬合金铸球 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高铬合金铸球，属于耐磨材料技术领域，各组分及其重量百分比为：C：2.4-2.8％、Mn：0.6-0.8％、Cr：14-16％、Si：0.4-0.8％、P：≤0.06％、S：≤0.02％、Al：≤0.04％、Ti：0.2-0.8％、Ni：0.1-0.7％，Mg：0.05-0.08％，Mo：0.01-0.02％；余量为Fe。本发明硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。

Description

一种高铬合金铸球
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。
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：201210291075中公开了一种高碳高铬高锰合金铸球的制造方法，原料为废钢：轴承边角料：C：0.3-1.0％；Si：≤0.4％；Mn：≤0.3％；Cr：0.5-1.5％；高碳铬铁：Cr：60％；Si：≤1.5；Fe：≤38％；高碳锰铁：Mn：58％；S：≤2％；Fe：≤40％。该技术方案使用寿命低，硬度、耐磨性均不足。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种使用寿命长、硬度高、耐磨性好的高铬合金铸球。
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:2.4-2.8％、Mn:0.6-0.8％、Cr:14-16％、Si:0.4-0.8％、P:≤0.06％、S:≤0.02％、Al:≤0.04％、Ti:0.2-0.8％、Ni:0.1-0.7％、Mg：0.05-0.08％，Mo：0.01-0.02％；余量为Fe。
优选的，各组分及其重量百分比为：C:2.6-2.8％、Mn:0.6-0.8％、Cr:14-16％、Si:0.5-0.8％、P:0.01-0.06％、S:0.005-0.02％、Al:0.008-0.04％、Ti:0.2-0.6％、Ni:0.2-0.6％，Mg：0.05-0.08％，Mo：0.01-0.02％；余量为Fe。
优选的，各组分及其重量百分比为：C:2.7％、Mn:0.7％、Cr:15％、Si:0.5％、P:0.06％、S:0.01％、Al:0.022％、Ti:0.4％、Ni:0.5％、Mg：0.06％，Mo：0.014％；余量为Fe。
优选的，各组分及其重量百分比为：C:2.65％、Mn:0.72％、Cr:14.6％、Si:0.6％、P:0.04％、S:0.016％、Al:0.034％、Ti:0.56％、Ni:0.48％、Mg：0.072％，Mo：0.016％；余量为Fe。
C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
Mn是强化元素，提高其耐磨性。
Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
Al能够提高铸球的力学性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，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:2.7％、Mn:0.7％、Cr:15％、Si:0.5％、P:0.06％、S:0.01％、Al:0.022％、Ti:0.4％、Ni:0.5％、Mg：0.06％，Mo：0.014％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1420摄氏度；
(2)浇注，温度为1180摄氏度；
(3)热处理，先在640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。
C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
Mn是强化元素，提高其耐磨性。
Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
Al能够提高铸球的力学性能。
本技术方案硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，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:2.65％、Mn:0.72％、Cr:14.6％、Si:0.6％、P:0.04％、S:0.016％、Al:0.034％、Ti:0.56％、Ni:0.48％，Mg：0.072％，Mo：0.016％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1460摄氏度；
(2)浇注，温度为1160摄氏度；
(3)热处理，先在620摄氏度加热4.2小时，自然冷却至室温后再在360摄氏度加热3.0小时。
C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
Mn是强化元素，提高其耐磨性。
Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
Al能够提高铸球的力学性能。
本技术方案硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，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:2.4％、Mn:0.8％、Cr:14％、Si:0.8％、P:0.06％、S:0.02％、Al:0.04％、Ti:0.2％、Ni:0.1％、Mg：0.05％、Mo：0.01％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1400摄氏度；
(2)浇注，温度为1160摄氏度；
(3)热处理，先在660摄氏度加热3.6小时，自然冷却至室温后再在380摄氏度加热2.6小时。
C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
Mn是强化元素，提高其耐磨性。
Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
Al能够提高铸球的力学性能。
本技术方案硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，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:2.8％、Mn:0.6％、Cr:16％、Si:0.4％、P:0.04％、S:0.01％、Al:0.02％、Ti:0.8％、Ni:0.1％、Mg：0.05％、Mo：0.02％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1520摄氏度；
(2)浇注，温度为1220摄氏度；
(3)热处理，先在650摄氏度加热4.1小时，自然冷却至室温后再在330摄氏度加热3.3小时。
C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
Mn是强化元素，提高其耐磨性。
Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
Al能够提高铸球的力学性能。
本技术方案硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，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:2.6％、Mn:0.68％、Cr:15.6％、Si:0.76％、P:0.054％、S:0.016％、Al:0.032％、Ti:0.64％、Ni:0.58％、Mg：0.052％，Mo：0.015％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1425摄氏度；
(2)浇注，温度为1170摄氏度；
(3)热处理，先在650摄氏度加热3.8小时，自然冷却至室温后再在350摄氏度加热3.0小时。
C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
Mn是强化元素，提高其耐磨性。
Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
Al能够提高铸球的力学性能。
本技术方案硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，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 (4)

1.一种高铬合金铸球，其特征在于：各组分及其重量百分比为：C:2.4-2.8％、Mn:0.6-0.8％、Cr:14-16％、Si:0.4-0.8％、P:≤0.06％、S:≤0.02％、Al:≤0.04％、Ti:0.2-0.8％、Ni:0.1-0.7％、Mg：0.05-0.08％，Mo：0.01-0.02％；余量为Fe。
2.根据权利要求1所述高铬合金铸球，其特征在于：各组分及其重量百分比为：C:2.6-2.8％、Mn:0.6-0.8％、Cr:14-16％、Si:0.5-0.8％、P:0.01-0.06％、S:0.005-0.02％、Al:0.008-0.04％、Ti:0.2-0.6％、Ni:0.2-0.6％、Mg：0.05-0.08％，Mo：0.01-0.02％；余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述高铬合金铸球，其特征在于：各组分及其重量百分比为：C:2.7％、Mn:0.7％、Cr:15％、Si:0.5％、P:0.06％、S:0.01％、Al:0.022％、Ti:0.4％、Ni:0.5％、Mg：0.06％，Mo：0.014％；余量为Fe。
4.根据权利要求1或2所述高铬合金铸球，其特征在于：各组分及其重量百分比为：C:2.65％、Mn:0.72％、Cr:14.6％、Si:0.6％、P:0.04％、S:0.016％、Al:0.034％、Ti:0.56％、Ni:0.48％、Mg：0.072％，Mo：0.016％；余量为Fe。
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