CN105755362B - 一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高碳高铬粉末冶金材料及其制备方法，各成分及其质量百分比分别为：C：2.8‑3.3％；Cr：18‑24％；Ti：0‑6％；B：0.5‑1.0％；余量为Fe。制备时，先备料再混合，然后进行熔炼、雾化成粉末后压制成型，最后进行真空烧结与热处理。采用本发明提供的所述制备方法制得的所述高碳高铬粉末冶金材料经试验，其组织均匀性、密度、耐磨性、冲击韧性、抗弯强度等各项性能表现优异，是制造耐磨棒、耐磨块、球磨机磨球、立磨磨辊磨盘、反击破板锤等耐磨件的理想材料。

Description

一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨材料，特别涉及一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料及其制备方法。
背景技术
高铬耐磨铸铁因其硬度较高被认为是高耐磨性的钢铁耐磨材料，广泛应用于冶金、建材、电力、建筑、煤炭、船舶、化工和机械等行业。
目前经常使用的高铬铸铁是含碳量多在2.5％～3.5％和含铬量多在10.0％～30.0％的亚共晶和共晶高铬铸铁，亚共晶和共晶高铬铸铁在国内外的研究和应用较多，但在大冲击条件下应用受到限制。过共晶高铬铸铁由于含有较多的高硬度的M7C3碳化物，因而在某些场合有更高的耐磨性，但粗大的初生碳化物导致其韧性偏低，在用常规铸造方法生产尺寸较大和形状复杂的过共晶高铬铸铁铸件时，因裂纹等缺陷易造成废品，在使用中也常发展断裂事故。韧性较低是高铬耐磨铸铁工业应用受到限制的主要原因。
目前提高高铬白口铸铁韧性的主要手段是向铁液中加入孕育剂和(或)变质剂，对高铬铸铁实施孕育和(或)变质处理。浇注前在铁液中加入孕育剂的过程称为孕育处理，其目的主要是提高形核率、细化晶粒。高铬铸铁孕育处理主要是提高形核率、细化晶粒和细化碳化物。虽然取得了一些成果,但尚没有革命性的成果报道。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料及其制备方法，通过区别于铸造等传统生产耐磨材料的工艺方法得到该高碳高铬耐磨材料，使其具备更好的性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料的制备方法，用于制备上述高碳高铬粉末冶金耐磨材料，包括如下步骤：
S1、备料：原材料准备；
S2、混合：将各原材料按照比例配方混合，各成分及其质量百分比分别为：
C：2.8-3.3％；Cr：18-24％；Ti：0-6％；B：0.5-1.0％；余量为Fe；
S3、熔炼：将混合物放入炉中熔炼，熔炼温度为1600-1650℃，熔炼时间持续30min，并进行造渣提纯除杂；
S4、雾化：采用高压水将除杂后的中间品雾化制成粉末，筛分获得粉末半成品原料；
S5、压制成型：将粉末半成品原料压制成型；
S6、真空烧结：脱蜡3h至700℃，3.5-4h升至烧结温度1150-1250℃，烧结时间为10-30min；
S7、热处理：热处理温度为1050℃，保温约1h，200℃左右低温回火。
进一步地，所述步骤S4中要求粉末粒度为-200目。
进一步地，所述步骤S5中添加石蜡，石蜡的添加量为2％-3％。
进一步地，所述步骤S5中采用液压机进行单向一次压制成型，压制压力为350Mpa-400Mpa。
采用本发明提供的所述制备方法制得的所述高碳高铬粉末冶金耐磨材料经试验，其组织均匀性、密度、耐磨性、冲击韧性、抗弯强度等各项性能表现优异，是制造耐磨棒、耐磨块、球磨机磨球、立磨磨辊磨盘、反击破板锤等耐磨件的理想材料。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1，将质量百分比为C：2.8％；Cr：18％；B：0.5％；余量为Fe的各原料按照比例配方混合后备用，经本发明提供的高碳高铬粉末冶金耐磨材料的制备方法制得亚共晶耐磨材料。
实施例2，将质量百分比C：3.3％；Cr：24％；Ti：6％；B：1.0％；余量为Fe的各原料按照比例配方混合后备用，经本发明提供的高碳高铬粉末冶金耐磨材料的制备方法制得过共晶耐磨材料1。
实施例3，将质量百分比为C：2.85％；Cr：19.5％；Ti：4％；B：0.6％；余量为Fe的各原料按照比例配方混合后备用，经本发明提供的高碳高铬粉末冶金耐磨材料的制备方法制得过共晶耐磨材料2。
将上述实施例1至实施例3所述的高碳高铬粉末冶金耐磨材料的原料按如下步骤制作，请参阅图1，即得成品：
熔炼：将混合物放入炉中熔炼，熔炼温度为1600-1650℃，熔炼时间持续30min，并进行造渣提纯除杂；
雾化：采用高压水将除杂后的中间品雾化制成粉末，筛分获得粉末半成品原料；
压制成型：将粉末半成品原料压制成型；
真空烧结：脱蜡3h至700℃，3.5-4h升至烧结温度1150-1250℃，烧结时间为10-30min；
热处理：热处理温度为1050℃，保温约1h，200℃左右低温回火。
雾化步骤中铁水温度约100℃，且要求粉末粒度为-200目。
压制成型步骤中添加石蜡，且石蜡的添加量为2％-3％；采用液压机进行单 向一次压制成型，压制压力为350Mpa-400Mpa。
采用本发明提供的所述制备方法制得的所述高碳高铬粉末冶金耐磨材料经试验，其组织均匀性、密度、耐磨性、冲击韧性、抗弯强度等各项性能表现优异，是制造耐磨棒、耐磨块、球磨机磨球、立磨磨辊磨盘、反击破板锤等耐磨件的理想材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、备料：原材料准备；
S2、混合：将各原材料按照比例配方混合，各成分及其质量百分比分别为：
C：2.8-3.3％；Cr：18-24％；Ti：0-6％；B：0.5-1.0％；余量为Fe；
S3、熔炼：将混合物放入炉中熔炼，熔炼温度为1600-1650℃，熔炼时间持续30min，并进行造渣提纯除杂；
S4、雾化：采用高压水将除杂后的中间品雾化制成粉末，筛分获得粉末半成品原料；
S5、压制成型：将粉末半成品原料压制成型；
S6、真空烧结：脱蜡3h至700℃，3.5-4h升至烧结温度1150-1250℃，烧结时间为10-30min；
S7、热处理：热处理温度为1050℃，保温约1h，200℃左右低温回火。
2.根据权利要求1所述的一种高碳高铬粉末冶金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中要求粉末粒度为-200目。
3.根据权利要求1所述的一种高碳高铬粉末冶金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中添加石蜡，石蜡的添加量为2％-3％。
4.根据权利要求1所述的一种高碳高铬粉末冶金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中采用液压机进行单向一次压制成型，压制压力为350MPa-400MPa。
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