CN103981429A - 一种高铬耐磨衬板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铬耐磨衬板及其制备方法，属于耐磨材料技术领域，各成分及其重量百分比为：C：2.2-2.6％、Mn：0.4-0.8％、Si：0.6-1.2％、Cr：14-16％、Al：0.016-0.04％、Cu≤0.2％、P≤0.014％、Re：0.02-0.1％，Mo:0.1-0.15％；余量为Fe。本发明耐磨性好，韧性高；Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性；Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，Al能够提高衬板的力学性能；HRC为64—72，冲击韧性为8—10J/cm2，本发明使用寿命长，约为40000—44000小时。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨材料技术领域，涉及一种衬板，更具体的说，涉及一种高铬耐磨衬板及其制备方法。
背景技术
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。
耐磨衬板，是指耐磨钢板通过切割、卷板变形、打孔和焊接等生产工艺加工而成各种耐磨衬板，如输送机衬板、给煤机底板/旋风分离器倒锥和衬板、耐磨叶片等，耐磨寿命可比普通钢板提高15倍以上。
在中国专利申请号：201310051686中公开了一种耐磨衬板及其制备方法，耐磨衬板的组成元素及质量百分比为：C：0.25％-0.30％，Mn：0.70％-0.90％，Si：0.30％-0.60％，Cr：0.8％-1.10％，Mo：0.15％-0.25％，Al：0.015％-0.050％，Zr：0.025％-0.050％，Cu≤0.50％，Nb≤0.020％，Sn≤0.020％，余量为Fe以及不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：S1、原料配制：按照耐磨衬板的组成元素及质量百分比配制原料；S2、铸造：将上述配制好的原料进行冶炼、浇注成型，得到成型衬板；S3、浇冒口切割：将上述成型衬板预热后热割、热刨；S4、热处理：将上述热刨后的成型衬板进行表面打磨处理，然后升温至950～1000℃时进行正火，待温度为900～950℃时进行淬火，淬火后保温，然后出炉空冷，在温度为190～220℃的条件下回火，回火后保温，即得到成品耐磨衬板。该技术方案中的组分仍需进一步改进以提高其使用寿命。
在中国专利申请号：201120021447中公开了一种耐磨衬板,包括衬板体,在衬板体的表面复合有高铬合金与陶瓷颗粒的复合网格，该技术方案可以提高或延长运行寿命数倍以上。但此种衬板的表面平缓，研磨体与衬板表面摩擦力不足会导致研磨体沿其衬板表面滑动，降低了研磨体的提升高度，且在整个表面复合陶瓷网格成本较高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种高铬耐磨衬板及其制备方法，该技术方案具备使用寿命长，硬度高，韧性好等优点。
为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种高铬耐磨衬板，各成分及其重量百分比为：C：2.2-2.6％、Mn：0.4-0.8％、Si：0.6-1.2％、Cr：14-16％、Al：0.016-0.04％、Cu≤0.2％、P≤0.014％、Re：0.02-0.1％，Mo:0.1-0.15％；余量为Fe。
优选的，各成分及其重量百分比为：C：2.3-2.6％、Mn：0.5-0.8％、Si：0.8-1.0％、Cr：14-16％、Al：0.018-0.03％、Cu≤0.2％、P≤0.014％、Re：0.04-0.1％，Mo:0.12-0.15％；余量为Fe。
优选的，各成分及其重量百分比为：C：2.4％、Mn：0.6％、Si：0.9％、Cr：14％、Al：0.022％、Cu：0.1％、P：0.01％、Re：0.06％，Mo:0.14％；余量为Fe。
优选的，各成分及其重量百分比为：C：2.5％、Mn：0.66％、Si：0.96％、Cr：15％、Al：0.026％、Cu：0.14％、P：0.008％、Re：0.08％，Mo:0.13％；余量为Fe。
所述高铬耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备砂型；
(2)原料熔炼，温度为980—1040摄氏度；
(3)熔清后，加入铝丝进行脱氧、脱氮、脱氢处理；
(4)浇铸；先进行变质处理，再向砂型的型腔进行浇铸；
(5)加热至920—960摄氏度，淬火处理2—2.5小时；
(6)冷却至室温；
(7)加热至340—380摄氏度，回火处理1—1.5小时。
优选的，所述砂型由铸造砂、呋喃树脂和固化剂制成。
优选的，在所述砂型表面涂抹酒精，再点火烧结。
优选的，再用气体对砂型表面进行吹扫。
优选的，所述铝丝放入铁水内部。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明耐磨性好，韧性高；Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性；Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，Al能够提高衬板的力学性能；HRC为64—72，冲击韧性为8—10J/cm2，本发明使用寿命长，约为40000—44000小时。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明：
实施例1：
一种高铬耐磨衬板，各成分及其重量百分比为：C：2.4％、Mn：0.6％、Si：0.9％、Cr：14％、Al：0.022％、Cu：0.1％、P：0.01％、Re：0.06％，Mo:0.14％；余量为Fe。
高铬耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备砂型，砂型由铸造砂、呋喃树脂和固化剂制成，砂型表面涂抹酒精，再点火烧结，再用气体对砂型表面进行吹扫；
(2)原料熔炼，温度为990摄氏度；
(3)熔清后，加入铝丝进行脱氧、脱氮、脱氢处理，铝丝放入铁水内部；
(4)浇铸；先进行变质处理，再向砂型的型腔进行浇铸；
(5)加热至920摄氏度，淬火处理2.5小时；
(6)冷却至室温；
(7)加热至380摄氏度，回火处理1小时。
本技术方案耐磨性好，韧性高；Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性；Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，Al能够提高衬板的力学性能；HRC为64—72，冲击韧性为8—10J/cm2，本技术方案使用寿命长，约为40000—44000小时。
实施例2：
一种高铬耐磨衬板，各成分及其重量百分比为：C：2.5％、Mn：0.66％、Si：0.96％、Cr：15％、Al：0.026％、Cu：0.14％、P：0.008％、Re：0.08％，Mo:0.13％；余量为Fe。
高铬耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备砂型，砂型由铸造砂、呋喃树脂和固化剂制成，砂型表面涂抹酒精，再点火烧结，再用气体对砂型表面进行吹扫；
(2)原料熔炼，温度为1040摄氏度；
(3)熔清后，加入铝丝进行脱氧、脱氮、脱氢处理，铝丝放入铁水内部；
(4)浇铸；先进行变质处理，再向砂型的型腔进行浇铸；
(5)加热至960摄氏度，淬火处理2小时；
(6)冷却至室温；
(7)加热至340摄氏度，回火处理1.5小时。
本技术方案耐磨性好，韧性高；Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性；Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，Al能够提高衬板的力学性能；HRC为64—72，冲击韧性为8—10J/cm2，本技术方案使用寿命长，约为40000—44000小时。
实施例3：
一种高铬耐磨衬板，各成分及其重量百分比为：C：2.2％、Mn：0.8％、Si：0.6％、Cr：16％、Al：0.04％、Cu：0.2％、P：0.014％、Re：0.02％，Mo:0.1％；余量为Fe。
高铬耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备砂型，砂型由铸造砂、呋喃树脂和固化剂制成，砂型表面涂抹酒精，再点火烧结，再用气体对砂型表面进行吹扫；
(2)原料熔炼，温度为980摄氏度；
(3)熔清后，加入铝丝进行脱氧、脱氮、脱氢处理，铝丝放入铁水内部；
(4)浇铸；先进行变质处理，再向砂型的型腔进行浇铸；
(5)加热至940摄氏度，淬火处理2.2小时；
(6)冷却至室温；
(7)加热至360摄氏度，回火处理1.3小时。
本技术方案耐磨性好，韧性高；Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性；Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，Al能够提高衬板的力学性能；HRC为64—72，冲击韧性为8—10J/cm2，本技术方案使用寿命长，约为40000—44000小时。
实施例4：
一种高铬耐磨衬板，各成分及其重量百分比为：C：2.6％、Mn：0.4％、Si：1.2％、Cr：14％、Al：0.016％、Cu：0.1％、P：0.011％、Re：0.1％，Mo:0.15％；余量为Fe。
高铬耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备砂型，砂型由铸造砂、呋喃树脂和固化剂制成，砂型表面涂抹酒精，再点火烧结，再用气体对砂型表面进行吹扫；
(2)原料熔炼，温度为1040摄氏度；
(3)熔清后，加入铝丝进行脱氧、脱氮、脱氢处理，铝丝放入铁水内部；
(4)浇铸；先进行变质处理，再向砂型的型腔进行浇铸；
(5)加热至920摄氏度，淬火处理2.5小时；
(6)冷却至室温；
(7)加热至355摄氏度，回火处理1.26小时。
本技术方案耐磨性好，韧性高；Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性；Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，Al能够提高衬板的力学性能；HRC为64—72，冲击韧性为8—10J/cm2，本技术方案使用寿命长，约为40000—44000小时。
实施例5：
一种高铬耐磨衬板，各成分及其重量百分比为：C：2.48％、Mn：0.62％、Si：0.88％、Cr：15.6％、Al：0.032％、Cu：0.05％、P：0.008％、Re：0.06％，Mo:0.126％；余量为Fe。
高铬耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备砂型，砂型由铸造砂、呋喃树脂和固化剂制成，砂型表面涂抹酒精，再点火烧结，再用气体对砂型表面进行吹扫；
(2)原料熔炼，温度为1000摄氏度；
(3)熔清后，加入铝丝进行脱氧、脱氮、脱氢处理，铝丝放入铁水内部；
(4)浇铸；先进行变质处理，再向砂型的型腔进行浇铸；
(5)加热至950摄氏度，淬火处理2.1小时；
(6)冷却至室温；
(7)加热至350摄氏度，回火处理1.4小时。
本技术方案耐磨性好，韧性高；Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性；Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，Al能够提高衬板的力学性能；HRC为64—72，冲击韧性为8—10J/cm2，本技术方案使用寿命长，约为40000—44000小时。
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 (9)
1.一种高铬耐磨衬板，其特征在于，各成分及其重量百分比为：C：2.2-2.6％、Mn：0.4-0.8％、Si：0.6-1.2％、Cr：14-16％、Al：0.016-0.04％、Cu≤0.2％、P≤0.014％、Re：0.02-0.1％，Mo:0.1-0.15％；余量为Fe。
2.根据权利要求1所述高铬耐磨衬板，其特征在于，各成分及其重量百分比为：C：2.3-2.6％、Mn：0.5-0.8％、Si：0.8-1.0％、Cr：14-16％、Al：0.018-0.03％、Cu≤0.2％、P≤0.014％、Re：0.04-0.1％，Mo:0.12-0.15％；余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述高铬耐磨衬板，其特征在于，各成分及其重量百分比为：C：2.4％、Mn：0.6％、Si：0.9％、Cr：14％、Al：0.022％、Cu：0.1％、P：0.01％、Re：0.06％，Mo:0.14％；余量为Fe。
4.根据权利要求1或2所述高铬耐磨衬板，其特征在于，各成分及其重量百分比为：C：2.5％、Mn：0.66％、Si：0.96％、Cr：15％、Al：0.026％、Cu：0.14％、P：0.008％、Re：0.08％，Mo:0.13％；余量为Fe。
5.根据权利要求1或2所述高铬耐磨衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备砂型；
(2)原料熔炼，温度为980—1040摄氏度；
(3)熔清后，加入铝丝进行脱氧、脱氮、脱氢处理；
(4)浇铸；先进行变质处理，再向砂型的型腔进行浇铸；
(5)加热至920—960摄氏度，淬火处理2—2.5小时；
(6)冷却至室温；
(7)加热至340—380摄氏度，回火处理1—1.5小时。
6.根据权利要求5所述高铬耐磨衬板的制备方法，其特征在于：所述砂型由铸造砂、呋喃树脂和固化剂制成。
7.根据权利要求5所述高铬耐磨衬板的制备方法，其特征在于：在所述砂型表面涂抹酒精，再点火烧结。
8.根据权利要求7所述高铬耐磨衬板的制备方法，其特征在于：再用气体对砂型表面进行吹扫。
9.根据权利要求5所述高铬耐磨衬板的制备方法，其特征在于：所述铝丝放入铁水内部。
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