CN107574384B

CN107574384B - 一种耐磨合金钢衬板及其制备方法

Info

Publication number: CN107574384B
Application number: CN201710700664.2A
Authority: CN
Inventors: 刘志强
Original assignee: Yuanqu Haisheng Steel Casting Factory
Current assignee: Shanxi Haisheng Technology Co ltd
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2037-08-16
Also published as: CN107574384A

Abstract

本发明涉及合金钢生产技术领域，具体而言，涉及一种耐磨合金钢衬板；包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.1%，锰1.0%，铬3.6%，钼0.15%，钒0.9%，钨0.09%，硫0.035%，磷0.035%，其中锰和钼的含量较低，降低了成本，耐磨合金钢衬板在950℃下进行热处理，生产控制难度减小，成本低；本发明提供了一种耐磨合金钢衬板，其强度高，冲击韧性好，生产控制难度小且成本低，便于大范围应用和推广。

Description

一种耐磨合金钢衬板及其制备方法

技术领域

本发明涉及合金钢生产技术领域，具体而言，涉及一种耐磨合金钢衬板及其制备方法。

背景技术

冶金矿山、水泥建材、电力、化肥、煤炭、化工等行业广泛使用球磨机研磨物料，其中衬板是球磨机中的主要消耗件，其质量既影响磨机生产作业率，

也影响物料研磨成本。

国内外衬板材料的生产和应用经过了30多年的发展，先后经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁、高铬白口铸铁到改性高锰钢和各种淬火回火工艺的中低合金钢的发展阶段。

目前的几种主流材质中，一是奥氏体高锰钢其韧性高，原始硬度低，使用过程中主要依靠奥氏体加工硬化来提高其硬度，在充分加工硬化后，在高冲击载荷条件下使用取得很好的使用效果，但在中小冲击载荷条件下使用，奥氏体不能充分加工硬化，其耐磨性差；二是中低合金钢，如中国发明专利CN1080327公开了一种低合金球磨机耐磨衬板及制造工艺，各材料成分的含量是：C 0.35-0.5％，Cr 0.8-1.5％，Si 0.6-1.2％，Mo 0.3-0.5％，Mn0.6-1.4％，Cu 0.5-1％，1#Re 0.01-0.1％，余量为Fe。但是该发明由于含有价格昂贵的钼和铜，因此，生产成本较高，另外，仅加入稀土，净化和细化效果并不太好，因此该发明衬板材料韧性较低，冲击韧性大于18J/cm²；三是高铬铸铁，该材质的耐磨性好，但韧性差。因此这些材质综合的冲击腐蚀磨损性能并不好。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明公开一种耐磨合金钢衬板，该合金钢衬板强度高，冲击韧性好，生产控制难度减小，成本低，便于大范围推广和应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种耐磨合金钢衬板，包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.0～1.2%，锰0.9～1.1%，铬3.5～3.7%，钼0.1～0.2%，钒0.8～1.0%，钨0.07～0.1%，硫≤0.035%，磷≤0.035%，余量为铁。

一种耐磨合金钢衬板，包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.1%，锰1.0%，铬3.6%，钼0.15%，钒0.9%，钨0.09%，硫0.035%，磷0.035%，余量为铁。

一种耐磨合金钢衬板的制备方法，包括铸造和热处理，所述热处理是指：

S1、将衬板放入热处理炉中升温至950℃，保温2小时；

S2、放入水中进行冷却，利用水淬火；

S3、淬火后，在250℃～350℃之间回火；

S4、成品进行打磨。

所述铸造步骤采用消失模铸造，可以缩短机械加工时间。

碳：碳是钢中的组元之一。本发明衬板中碳量的控制是为了保证合金得到好的强度、硬度、韧性、耐蚀性的配合。含碳量偏低，材料的韧性将得以提高，但耐磨性会不够；含碳量过高，材料的硬度、耐磨性会改善，但韧性会下降，因此本发明的含碳量控制在1.0-1.2％之间。

锰：锰主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性，但含量过高会产生大量残余奥氏体，对材料耐磨性不利，同时考虑到合金衬板的成本，锰含量应控制在0.9-1.1％。

铬：铬是提高钢的淬透性、使钢强化的重要元素，同时也是提高钢的耐蚀性的重要元素，所以含铬量控制在3.5-3.7%。

钼：加入少量钼元素可提高合金淬透性。同时，钼有利于消除回火脆性以及提高合金的抗晶间腐蚀能力。为了控制合金成本，加入量控制在0.1-0.2％。

钒：加入钒后，通过弥散热处理工艺可在奥氏体基体上获得弥散分布的有硬质点的组织。这些弥散的硬质点不仅自身有很好的硬度和耐磨性，同时还可阻碍位错的运动，从而提高加工硬化能力，提高耐磨性，因此其含量控制在0.8-1.0%。

钨：钨熔点高,是贵生的合金元素.钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性.

磷：在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏.因此要求钢中含磷量小于0.035%。

硫：硫在通常情况下也是有害元素.使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹.硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性.所以要求硫含量小于0.035%。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供一种耐磨合金钢衬板，该合金钢衬板的配方合理巧妙，其中锰和钼的含量均较低，降低了生产成本，同时碳、铬和钒的加入保证了产品的耐磨性，既强度高又冲击韧性好；在对衬板进行热处理的过程中所需温度为950℃，比常规的1050℃降低了100℃，具有生产控制难度小、成本低的优点，有利于用户降低成本，便于进一步推广。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例进行描述，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种耐磨合金钢衬板，包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.0～1.2%，锰0.9～1.1%，铬3.5～3.7%，钼0.1～0.2%，钒0.8～1.0%，钨0.07～0.1%，硫和磷≤0.035%，余量为铁。

实施例1

一种耐磨合金钢衬板，包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.1%，锰1.0%，铬3.6%，钼0.15%，钒0.9%，钨0.09%，硫和磷0.035%，余量为铁。

实施例2

一种耐磨合金钢衬板，包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.0%，锰0.9%，铬3.5%，钼0.1%，钒0.8%，钨0.07%，硫和磷0.035%，余量为铁。

实施例3

一种耐磨合金钢衬板，包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.2%，锰1.1%，铬3.7%，钼0.2%，钒1.0%，钨0.08%，硫和磷0.035%，余量为铁。

实施例4

一种耐磨合金钢衬板，包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.2%，锰1.1%，铬3.7%，钼0.2%，钒1.0%，钨1.0%，硫和磷0.035%，余量为铁。

实施例5

一种耐磨合金钢衬板的制备方法，包括铸造和热处理：

铸造采用消失模铸造，即将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件，可以缩短机械加工时间。

热处理是：

S1、将衬板放入热处理炉中升温至950℃，保温2小时；

S2、2小时后，将衬板放入水中进行冷却，利用水淬火；

S3、淬火后，将衬板在250℃～350℃之间回火；

S4、最后将成品进行打磨。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种耐磨合金钢衬板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括铸造和热处理，所述铸造采用消失模铸造，所述热处理是指：

S1、将衬板放入热处理炉中升温至950℃，保温2小时；

S2、放入水中进行冷却，利用水淬火；

S3、淬火后，在250℃～350℃之间回火；

S4、成品进行打磨，得到耐磨合金钢衬板，所述耐磨合金钢衬板包括以下重量百分比的化学元素成分：碳1.1%，锰1.0%，铬3.6%，钼0.15%，钒0.9%，钨0.09%，硫0.035%，磷0.035%，余量为铁。