CN105648347B - 一种高耐磨合金钢衬板生产工艺 - Google Patents

一种高耐磨合金钢衬板生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，高耐磨合金钢衬板由下列重量百分比组份组成：C0.8～1.1％，Mn1.5～2.5％，Cr1.8～2.8％，Mo0.3～0.8％，V0.6～0.9％，Si＜0.8％，Ti0.1～0.2％，B0.002～0.0008％，稀土Re0.3～0.5％，P＜0.04％，S＜0.04％，余量为Fe；热处理步骤包括将铸件加热到350～450℃，保温2～3小时，加热到650℃保温2小时，加热到937℃保温2～3.5小时，然后进行水淬降温；将淬火铸件加热到200～400℃保温3小时出炉制得合格的高耐磨合金钢衬板。它工艺简单、制造成本低、强韧性高、使用寿命长。

Description

一种高耐磨合金钢衬板生产工艺
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，尤其是一种高耐磨合金钢衬板生产工艺。
背景技术
耐磨合金衬板是近年来开发的广泛应用在球磨机上的一种新产品，其主要化学成分有C、Mn、Si、Gr、Mo等多种元素，又称多元合金衬板。本专利申请人在先申请并公开了一种大中型球磨机合金钢专用衬板，专利申请号为201210312657.2，它的化学成分重量百分比为：C0.8％～1.0％，Mn0.4％～0.9％，Si0.6％～1.0％，Cr6％～8％，Mo0.3％～0.55％，Ni0.3％～0.5％，V0.2％～0.3％，稀土Re0.1％～0.3％，S≤0.04％，P≤0.04％，其余为Fe；热处理工艺是将铸件加热到300～350℃保温1～2小时，再加热到600～700℃，保温2～3小时，再加热到930～990℃保温2～3小时，之后进行油淬或空淬，冷却至室温；最后把衬板装进箱式电炉里加热到420～480℃保温4～6小时进行回火处理。它改进了传统锰钢衬板易受热变型，受冲击破裂，使用寿命较短等缺点，使用寿命比传统锰钢衬板多1.5～2倍。
经过进一步研究发现，现有技术的耐磨合金配方还有进一步改进和优化和空间，不同配方的耐磨合金其热处理工艺参数就不同，尤其是热处理温度和时间范围很窄。筛选和优化耐磨合金配方和热处理工艺参数，是简化生产工艺、降低生产成本、提耐磨合金钢衬板强韧性的关键技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，该方法制备的高耐磨合金钢衬板工艺简单、制造成本低、强韧性高、使用寿命长。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，它包括冶炼步骤、铸造成型步骤和热处理步骤，其特征在于：所述高耐磨合金钢衬板以重量百分比计由下列组份组成：C0.8～1.1％，Mn1.5～2.5％，Cr1.8～2.8％，Mo0.3～0.8％，V0.6～0.9％，Si＜0.8％，Ti0.1～0.2％，B0.002～0.0008％，稀土Re0.3～0.5％，P＜0.04％，S＜0.04％，余量为Fe；
所述的冶炼步骤是将废钢、锰铁、铬铁、钼铁、钒铁等炉料送入中频炉里进行熔炼，在钢水温度为1520～1560℃时取样分析，炉前调整成分合格后出炉，钢水出炉温度为1540～1560℃；
所述的热处理步骤包括：①将经过冶炼步骤和铸造成型步骤制得的铸件加热到350～450℃，保温2～3小时，继续加热到650℃保温2小时，再继续加热到937℃保温2～3.5小时，然后进行水淬降温，铸件全部入水时间1～3秒，在水中停留时间8～10秒，水温18～25℃时转入空冷室空冷至室温制得淬火铸件；②将淬火铸件加热到200～400℃保温3小时出炉，然后在空气中冷却制得合格的高耐磨合金钢衬板。
进一步，所述高耐磨合金钢衬板以重量百分比计由下列组份组成：C1％，Mn2％，Cr2.3％，Mo0.5％，V0.7％，Si≤0.6％，Ti0.15％，B0.0015％，稀土Re0.4％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe；
进一步，所述的热处理步骤包括：①将经过冶炼步骤和铸造成型步骤制得的铸件加热到380～420℃，保温2.5小时，继续加热到650℃保温2小时，再继续加热到937℃保温3小时，然后进行水淬降温，铸件全部入水时间1～3秒，在水中停留时间8～10秒，水温20～23℃时转入空冷室空冷至室温制得淬火铸件；②将淬火铸件加热到280～320℃保温3小时出炉，然后在空气中冷却制得合格的高耐磨合金钢衬板。
进一步，所述的热处理步骤包括：①将经过冶炼步骤和铸造成型步骤制得的铸件加热到400℃，保温2.5小时，继续加热到650℃保温2小时，再继续加热到937℃保温3小时，然后进行水淬降温，铸件全部入水时间1～2秒，在水中停留时间8～10秒，水温20～23℃时转入空冷室空冷至室温制得淬火铸件；②将淬火铸件加热到300℃保温3小时出炉，然后在空气中冷却制得合格的高耐磨合金钢衬板。
进一步，所述的铸造成型步骤是采用型砂及消失模铸造，在砂箱内保温8～12小时开箱落砂。
本发明和现有技术相比的优点为：
本发明对合金钢铸件进行三个阶段的加热和保温处理，在加热过程中内部流充分受热整体温度保持一致，可以减少材料热应力，强化材料内部组织，增强材料整体性能。再通过水淬处理，可明显减少铸件的物理变形和开裂，便于热校直。
将经过淬火处理的合金钢铸件加热至200～400℃，并且保温3小时，然后再在空气中进行冷却，通过回火处理，进一步改善了合金钢材料的强度、塑性和韧性。本发明耐磨合金钢通过添加B和Ti两种元素，采用更精准的热处理工艺，合金钢硬度和耐磨性指标显著提高，洛氏硬度：56-60HRC，冲击韧性：8-10J/cm2。
通过应用实验证明，本发明的高耐磨合金钢衬板耐磨性强，使用寿命长，成本低，易于拆装，在大型球磨机上使用，能够顶替进口衬板，同时可为国产同型号衬板降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的方法进一步说明。
实施例1：一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，它包括冶炼步骤、铸造成型步骤和热处理步骤，所述高耐磨合金钢衬板以重量百分比计由下列组份组成：C1％，Mn2％，Cr2.3％，Mo0.5％，V0.7％，Si0.6％，Ti0.15％，B0.0015％，稀土Re0.4％，P0.01％，S0.01％，余量为Fe；
所述的冶炼步骤是将废钢、锰铁、铬铁、钼铁、钒铁等炉料送入中频炉里进行熔炼，在钢水温度为1540℃时取样分析，炉前调整成分合格后出炉，钢水出炉温度为1550℃；
所述的铸造成型步骤是采用型砂及消失模铸造，在砂箱内保温10小时开箱落砂；
所述的热处理步骤包括：①将经过冶炼步骤和铸造成型步骤制得的铸件加热到400℃，保温2.5小时，继续加热到650℃保温2小时，再继续加热到937℃保温3小时，然后进行水淬降温，铸件全部入水时间1～2秒，在水中停留时间8～10秒，水温20～23℃时转入空冷室空冷至室温制得淬火铸件；②将淬火铸件加热到300℃保温3小时出炉，然后在空气中冷却制得合格的高耐磨合金钢衬板。
通过检测，本实施例产品的洛氏硬度：60HRC，冲击韧性：8J/cm2。
实施例2：一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，它包括冶炼步骤、铸造成型步骤和热处理步骤，所述高耐磨合金钢衬板以重量百分比计由下列组份组成：C0.8％，Mn2.5％，Cr1.8％，Mo0.8％，V0.6％，Si0.7％，Ti0.1％，B0.0008％，稀土Re0.5％，P0.02％，S0.03％，余量为Fe；
本实施例2一种高耐磨合金钢衬板生产工艺的冶炼步骤、铸造成型步骤和热处理步骤同实施例1。
通过检测，本实施例产品的洛氏硬度：56HRC，冲击韧性：9J/cm2。
实施例3：一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，它包括冶炼步骤、铸造成型步骤和热处理步骤，所述高耐磨合金钢衬板以重量百分比计由下列组份组成：C1.1％，Mn1.5％，Cr2.8％，Mo0.3％，V0.9％，Si0.5％，Ti0.2％，B0.002％，稀土Re0.3％，P0.03％，S0.02％，余量为Fe；
本实施例3一种高耐磨合金钢衬板生产工艺的冶炼步骤、铸造成型步骤和热处理步骤同实施例1。
通过检测，本实施例产品的洛氏硬度：57HRC，冲击韧性：10J/cm2。

Claims (4)

1.一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，它包括冶炼步骤、铸造成型步骤和热处理步骤，其特征在于：
所述高耐磨合金钢衬板以重量百分比计由下列组份组成：C1％，Mn2％，Cr2.3％，Mo0.5％，V0.7％，Si≤0.6％，Ti0.15％，B0.0015％，稀土Re0.4％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe；
所述的冶炼步骤是将废钢、锰铁、铬铁、钼铁和钒铁四种炉料送入中频炉里进行熔炼，在钢水温度为1520～1560℃时取样分析，炉前调整成分合格后出炉，钢水出炉温度为1540～1560℃；
所述的热处理步骤包括：①将经过冶炼步骤和铸造成型步骤制得的铸件加热到350～450℃，保温2～3小时，继续加热到650℃保温2小时，再继续加热到937℃保温2～3.5小时，然后进行水淬降温，铸件全部入水时间1～3秒，在水中停留时间8～10秒，水温18～25℃时转入空冷室空冷至室温制得淬火铸件；②将淬火铸件加热到200～400℃保温3小时出炉，然后在空气中冷却制得合格的高耐磨合金钢衬板。
2.根据权利要求1所述的高耐磨合金钢衬板生产工艺，其特征在于：所述的热处理步骤包括：①将经过冶炼步骤和铸造成型步骤制得的铸件加热到380～420℃，保温2.5小时，继续加热到650℃保温2小时，再继续加热到937℃保温3小时，然后进行水淬降温，铸件全部入水时间1～3秒，在水中停留时间8～10秒，水温20～23℃时转入空冷室空冷至室温制得淬火铸件；②将淬火铸件加热到280～320℃保温3小时出炉，然后在空气中冷却制得合格的高耐磨合金钢衬板。
3.根据权利要求1所述的高耐磨合金钢衬板生产工艺，其特征在于：所述的热处理步骤包括：①将经过冶炼步骤和铸造成型步骤制得的铸件加热到400℃，保温2.5小时，继续加热到650℃保温2小时，再继续加热到937℃保温3小时，然后进行水淬降温，铸件全部入水时间1～2秒，在水中停留时间8～10秒，水温20～23℃时转入空冷室空冷至室温制得淬火铸件；②将淬火铸件加热到300℃保温3小时出炉，然后在空气中冷却制得合格的高耐磨合金钢衬板。
4.根据权利要求1、2或3任意一项所述的高耐磨合金钢衬板生产工艺，其特征在于：所述的铸造成型步骤是采用型砂及消失模铸造，在砂箱内保温8～12小时开箱落砂。
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