CN103981430A - 一种低铬合金铸球 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低铬合金铸球，属于耐磨材料技术领域，各成分及重量百分比为：C：2.4-3.0％，Mn：0.6-1.6％，Cr：0.8-1.6％，Si:0.5-0.8％,Cu：0.05-0.1％，S：≤0.02％，P：≤0.02％，Mo：0.1-1.0％；余量为Fe。本发明成本较低，HRC≥50，冲击值≥1.6J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，韧性好。

Description

一种低铬合金铸球
技术领域
本发明涉及耐磨材料技术领域，具体涉及一种低铬合金铸球。
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：201310677348中公开一种高碳低铬多元合金铸球材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳3.2-3.5、硅2.1-2.3、锰3.9-4.2、锌0.2-0.5、铬2.6-2.8、钛0.8-1.1、镍0.03-0.05、镁0.4-0.5、La0.13-0.15、Ho0.06-0.09、P≤0.07、S≤0.07、余量为铁。该技术方案含有合金元素成分过多，导致成本提高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种成本低，硬度、韧度、冲击疲劳寿命较高的低铬合金铸球。
为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种低铬合金铸球，各成分及重量百分比为：C：2.4-3.0％，Mn：0.6-1.6％，Cr：0.8-1.6％，Si:0.5-0.8％,Cu：0.05-0.1％，S：≤0.02％，P：≤0.02％，Mo：0.1-1.0％；余量为Fe。
优选的，各成分及重量百分比为：C：2.6-3.0％，Mn：0.8-1.2％，Cr：0.8-1.2％，Si:0.6-0.8％,Cu：0.08-0.1％，S：0.005-0.02％，P：0.01-0.02％，Mo：0.4-0.8％；余量为Fe。
优选的，各成分及重量百分比为：C：2.8％，Mn：0.9％，Cr：0.8％，Si:0.7％,Cu：0.09％，S：0.01％，P：0.016％，Mo：0.6％；余量为Fe。
优选的，各成分及重量百分比为：C：2.7％，Mn：1.0％，Cr：1.1％，Si:0.8％,Cu：0.08％，S：0.016％，P：0.018％，Mo：0.7％；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。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明成本较低，HRC≥50，冲击值≥1.6J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，韧性好。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明：
实施例1：
一种低铬合金铸球，各成分及重量百分比为：C：2.8％，Mn：0.9％，Cr：0.8％，Si:0.7％,Cu：0.09％，S：0.01％，P：0.016％，Mo：0.6％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1320摄氏度；
(2)浇注，温度为1080摄氏度；
(3)热处理，先在540摄氏度加热3小时，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在是强化元素，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，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
本技术方案成本较低，HRC≥50，冲击值≥1.6J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，韧性好。
实施例2：
一种低铬合金铸球，各成分及重量百分比为：C：2.7％，Mn：1.0％，Cr：1.1％，Si:0.8％,Cu：0.08％，S：0.016％，P：0.018％，Mo：0.7％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1340摄氏度；
(2)浇注，温度为1060摄氏度；
(3)热处理，先在520摄氏度加热3.1小时，再在340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在是强化元素，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，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
本技术方案成本较低，HRC≥50，冲击值≥1.6J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，韧性好。
实施例3：
一种低铬合金铸球，各成分及重量百分比为：C：2.4％，Mn：1.6％，Cr：0.8％，Si:0.5％,Cu：0.1％，S：0.02％，P：0.02％，Mo：1.0％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1360摄氏度；
(2)浇注，温度为1120摄氏度；
(3)热处理，先在580摄氏度加热2.6小时，自然冷却至室温后再在300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在是强化元素，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，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
本技术方案成本较低，HRC≥50，冲击值≥1.6J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，韧性好。
实施例4：
一种低铬合金铸球，各成分及重量百分比为：C：3.0％，Mn：0.6％，Cr：1.6％，Si:0.5％,Cu：0.1％，S：0.01％，P：0.01％，Mo：0.1％；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在是强化元素，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，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
本技术方案成本较低，HRC≥50，冲击值≥1.6J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，韧性好。
实施例5：
一种低铬合金铸球，各成分及重量百分比为：C：2.8％，Mn：1.4％，Cr：1.2％，Si:0.6％,Cu：0.1％，S：0.016％，P：0.014％，Mo：0.5％；余量为Fe。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼，温度为1360摄氏度；
(2)浇注，温度为1055摄氏度；
(3)热处理，先在530摄氏度加热3.1小时，自然冷却至室温后再在375摄氏度加热2.9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在是强化元素，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，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
本技术方案成本较低，HRC≥50，冲击值≥1.6J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥11000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，韧性好。
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)

1.一种低铬合金铸球，其特征在于，各成分及重量百分比为：C：2.4-3.0％，Mn：0.6-1.6％，Cr：0.8-1.6％，Si:0.5-0.8％,Cu：0.05-0.1％，S：≤0.02％，P：≤0.02％，Mo：0.1-1.0％；余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的低铬合金铸球，其特征在于，各成分及重量百分比为：C：2.6-3.0％，Mn：0.8-1.2％，Cr：0.8-1.2％，Si:0.6-0.8％,Cu：0.08-0.1％，S：0.005-0.02％，P：0.01-0.02％，Mo：0.4-0.8％；余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的低铬合金铸球，其特征在于，各成分及重量百分比为：C：2.8％，Mn：0.9％，Cr：0.8％，Si:0.7％,Cu：0.09％，S：0.01％，P：0.016％，Mo：0.6％；余量为Fe。
4.根据权利要求1或2所述的低铬合金铸球，其特征在于，各成分及重量百分比为：C：2.7％，Mn：1.0％，Cr：1.1％，Si:0.8％,Cu：0.08％，S：0.016％，P：0.018％，Mo：0.7％；余量为Fe。
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