CN108103275A - 一种耐磨衬板合金钢的加工方法 - Google Patents

一种耐磨衬板合金钢的加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108103275A
CN108103275A CN201711383958.3A CN201711383958A CN108103275A CN 108103275 A CN108103275 A CN 108103275A CN 201711383958 A CN201711383958 A CN 201711383958A CN 108103275 A CN108103275 A CN 108103275A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wear
resistant liner
steel alloy
temperature
treated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711383958.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108103275B (zh
Inventor
杨明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAANSHAN SHENGLEI WEAR-RESISTANT ALLOY MANUFACTURING Co Ltd
Original Assignee
MAANSHAN SHENGLEI WEAR-RESISTANT ALLOY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAANSHAN SHENGLEI WEAR-RESISTANT ALLOY MANUFACTURING Co Ltd filed Critical MAANSHAN SHENGLEI WEAR-RESISTANT ALLOY MANUFACTURING Co Ltd
Priority to CN201711383958.3A priority Critical patent/CN108103275B/zh
Publication of CN108103275A publication Critical patent/CN108103275A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108103275B publication Critical patent/CN108103275B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/30—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/42—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐磨衬板合金钢的加工方法，属于耐磨衬板领域。本发明的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，包括熔炼、浇注、锻造和热处理工艺，所述热处理工艺包括以下步骤：一、退火：将耐磨衬板加热到850～870℃，然后保温，保温后冷却；二、表层化学热处理：将步骤一处理后的耐磨衬板放入化学介质中加热，改变表面化学成分和组织；三、淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板加热到350～380℃后保温，然后快速冷却；四、回火：将步骤三处理后的耐磨衬板加热到500～650℃后保温，然后水冷，最后在成型的耐磨衬板合金钢熔焊钴基合金。用此热处理工艺处理后的耐磨衬板合金钢硬度、强度和耐磨性大大提高，使用寿命也成倍增加。

Description

一种耐磨衬板合金钢的加工方法
技术领域
本发明属于耐磨衬板领域，更具体地说是涉及一种耐磨衬板合金钢的加工方法。
背景技术
耐磨合金钢是一类用于磨损工况的特殊性能钢，其主要特征是在磨损条件下具有较高的强度、硬度韧性和耐磨性，目前耐磨合金钢种类有很多，最为常用的为高锰钢和低、中合金耐磨钢。
高锰钢有高韧性、低强度和低硬度的特征，它通过冲击硬化产生耐磨作用，如果冲击力低则耐磨性很低，冲击力高时耐磨件又会变形报废。一些低中合金耐磨钢随具有较好的韧性低冲击时耐磨性能优于高锰钢，但是其淬透性差，总耐磨性较差。
中国发明专利CN105648347A，公开日2016年6月8日，公开了一种高耐磨合金钢衬板生产工艺，由下列质量百分比组成：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％，B0.002～0.008％，稀土Re0.3～0.5％，余量为Fe和不可避免杂质；热处理步骤包括将铸件加热到350～450℃，保温2～3个小时，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耐磨合金衬板。根据该专利所述的高耐磨合金钢衬板，铸件含碳量较大，根据该专利所述的热处理工艺，处理时无法消除合金钢中的网状渗碳体，导致铸件加工完成后会硬而脆，抗冲击性较差。
发明内容
发明要解决的技术问题
针对现有耐磨衬板合金钢使用寿命短，耐磨性和强韧性不兼备等问题，本发明提供了一种一种耐磨衬板合金钢的加工方法，可大幅度提升耐磨衬板合金钢的使用寿命，大大提升其耐磨性和强韧性。
技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种耐磨衬板合金钢的加工方法，包括熔炼、浇注、锻造和热处理工艺，其中热处理工艺包括以下步骤：
一、退火：将耐磨衬板加热到850～870℃，然后保温，保温后冷却；
二、表层化学热处理：将步骤一处理后的耐磨衬板放入化学介质中加热，改变表面化学成分和组织；
三、淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板加热到350～380℃后保温，然后快速冷却；
四、回火：将步骤三处理后的耐磨衬板加热到500～650℃后保温，然后冷却。
进行退火处理是为了均匀所述合金钢的化学成分及组织，使合金钢奥氏体化，细化晶粒，调整硬度，便于后续加工处理，通过表层化学热处理使合金钢表层获得更好的性能，淬火可以减少表层化学热处理后产生的内应力防止渗层开裂，配合回火消除淬火应力。通过一系列适应合金钢成分配比的热处理工艺，调整合金钢的力学综合性能，将加入的不同合金元素的潜力发挥到最大。
进一步地，所述退火步骤采用完全退火工艺，将耐磨衬板合金钢加热到850～870℃后保温200～250min，合金钢在退火处理前晶粒粗大，有带状组织，通过完全退火，使组织完全奥氏体化，抑制魏氏组织的形成，细化晶粒，消除带状组织，然后缓慢冷却，以获得近于平衡的组织，为了提高生产效，退火冷却至600℃左右即出炉空冷。
进一步地，所述表层化学热处理为渗硼处理，通常在耐磨合金钢中加入硼以提高其耐磨性，但是合金钢中的硼元素效果受碳元素含量的影响，碳含量多时硼元素的有益作用会逐渐消失，对碳元素的添加起到限制作用，故本发明在合金钢中不添加硼元素，而是对其做表面渗硼处理，将步骤一处理后的耐磨衬板放入渗硼剂中，加热至900～950℃，持续4～6小时。
进一步地，所述渗硼剂是由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂，选取盐浴渗硼剂是因为盐浴活性较低，可以获得单相的Fe2B渗硼层，选取活性高的渗硼剂是可能在合金钢表面形成多相渗硼层，在外力作用下可能剥落。
进一步地，所述渗硼深度为0.1～0.3mm，可以显著提高合金钢表面硬度(1300～2000HV)和耐磨性，并且在淬火和回火后也不发生变化。
进一步地，所述淬火工艺采用分级淬火法，将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温，工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温，完成马氏体转变，这种淬火方法不仅减小了热应力，而且显著降低组织应力，有效地减少或防止合金钢工件淬火变形和开裂。
进一步地，所述回火步骤进行2次回火，第一次回火的保温时间为80～100分钟，第二次回火的保温时间为60～80分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。本发明采用高温回火是为了获得回火索氏体回火组织。回火索氏体具有良好的韧性和塑性，同时具有较高的强度，会使耐磨衬板合金钢有更高的强度和更好的抗冲击和交变负荷的能力。回火后水冷是为了抑制回火脆性。
进一步地，所述耐磨衬板合金钢在热处理工艺后，加工成型，在表面熔焊钴基合金，钴基合金有良好的焊接性能以及非常好的耐磨能力，熔焊在合金钢表面，和渗硼层，合金钢一起作用，成倍的提高耐磨衬板合金钢的耐磨能力。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，通过特定的热处理工艺，充分地发挥了合金元素的潜力，大大改善了耐磨衬板合金钢的性能；
(2)本发明的退火步骤采用完全退火工艺，可使组织完全奥氏体化，细化晶粒，使魏氏组织难以形成，消除带状组织；
(3)本发明采用表面渗硼处理方法，避免了硼元素直接加入合金钢中的诸多限制，在合金钢表面形成单相Fe2B层，显著提高合金钢表面的硬度和耐磨性；
(4)本发明采用分级淬火法，减小了表面渗硼处理时产生的热应力，而且显著降低组织应力，有效地减少或防止合金钢工件淬火变形和开裂；
(5)本发明回火工艺采用高温多次回火，回火后获得回火索氏体组织，使耐磨衬板合金钢有更高的强度和更好的抗冲击和交变负荷的能力；
(6)本发明在耐磨衬板合金钢加工成型后，在表面熔焊钴基合金，进一步提高合金钢的耐磨能力，和Fe2B渗硼层、合金钢本身一起成倍的增加了耐磨衬板合金钢的耐磨能力。
附图说明
图1为本发明退火工艺前的金相显微组织；
图2为本发明退火工艺后的金相显微组织；
图3为本发明表面渗硼后合金钢表面的金相显微组织。
具体实施方式
为进一步了解本发明内容，结合附图对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种耐磨衬板合金钢，其化学成分质量百分比为：C0.4～0.5％、Al1.1～1.7％、Mn0.8～1.1％、Cr8.0～11.2％、Mo2.5～3.0％、V0.1～0.3％、Co5～7％、Re0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质，具体在本实施例中由如下质量百分比组成：C0.45％、Al1.5％、Mn0.9％、Cr9.6％、Mo2.6％、V0.15％、Co6％、Re0.29％，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的一种耐磨衬板合金钢，采用如下热处理工艺处理：
一、完全退火：将耐磨衬板合金钢加热到850℃后保温200min，然后缓慢冷却，退火冷却至600℃左右出炉空冷；
二、表面渗硼：将步骤一处理后的耐磨衬板放入由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂中，加热至900℃，持续4小时，渗硼深度为0.1mm；
三、分级淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温至工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温；
四、高温多次回火：步骤二处理后的刀圈进行2次回火，第一次回火的保温时间为80分钟，第二次回火的保温时间为60分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。
然后在合金钢表面熔焊一层钴基合金。
本实施例的耐磨衬板合金钢的平均硬度为76HRC，抗拉强度为1860MPa，屈服强度为1516MPa，延伸率为12％，在磨煤机环境中的使用寿命达16000小时。
实施例2
本实施例的一种耐磨衬板合金钢，其化学成分质量百分比为：C0.4～0.5％、Al1.1～1.7％、Mn0.8～1.1％、Cr8.0～11.2％、Mo2.5～3.0％、V0.1～0.3％、Co5～7％、Re0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质，具体在本实施例中由如下质量百分比组成：C0.4％、Al1.1％、Mn0.8％、Cr8.0％、Mo2.5％、V0.10％、Co5％、Re0.25％，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的一种耐磨衬板合金钢，采用如下热处理工艺处理：
一、完全退火：将耐磨衬板合金钢加热到850℃后保温200min，然后缓慢冷却，退火冷却至600℃左右出炉空冷；
二、表面渗硼：将步骤一处理后的耐磨衬板放入由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂中，加热至900℃，持续4小时，渗硼深度为0.1mm；
三、分级淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温至工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温；
四、高温多次回火：步骤二处理后的刀圈进行2次回火，第一次回火的保温时间为80分钟，第二次回火的保温时间为60分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。
然后在合金钢表面熔焊一层钴基合金。
本实施例的耐磨衬板合金钢的平均硬度为70HRC，抗拉强度为1890MPa，屈服强度为1535MPa，延伸率为12％，在磨煤机环境中的使用寿命达15000小时。
实施例3
本实施例的一种耐磨衬板合金钢，其化学成分质量百分比为：C0.4～0.5％、Al1.1～1.7％、Mn0.8～1.1％、Cr8.0～11.2％、Mo2.5～3.0％、V0.1～0.3％、Co5～7％、Re0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质，具体在本实施例中由如下质量百分比组成：C0.5％、Al1.7％、Mn1.1％、Cr11.2％、Mo3.0％、V0.30％、Co7％、Re0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的一种耐磨衬板合金钢，采用如下热处理工艺处理：
一、完全退火：将耐磨衬板合金钢加热到850℃后保温200min，然后缓慢冷却，退火冷却至600℃左右出炉空冷；
二、表面渗硼：将步骤一处理后的耐磨衬板放入由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂中，加热至900℃，持续4小时，渗硼深度为0.1mm；
三、分级淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温至工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温；
四、高温多次回火：步骤二处理后的刀圈进行2次回火，第一次回火的保温时间为80分钟，第二次回火的保温时间为60分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。
然后在合金钢表面熔焊一层钴基合金。
本实施例的耐磨衬板合金钢的平均硬度为77HRC，抗拉强度为1710MPa，屈服强度为1435MPa，延伸率为10％，在磨煤机环境中的使用寿命达15500小时。
实施例4
本实施例的一种耐磨衬板合金钢，其化学成分质量百分比为：C0.4～0.5％、Al1.1～1.7％、Mn0.8～1.1％、Cr8.0～11.2％、Mo2.5～3.0％、V0.1～0.3％、Co5～7％、Re0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质，具体在本实施例中由如下质量百分比组成：C0.45％、Al1.5％、Mn0.9％、Cr9.6％、Mo2.6％、V0.15％、Co6％、Re0.29％，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的一种耐磨衬板合金钢，采用如下热处理工艺处理：
一、完全退火：将耐磨衬板合金钢加热到870℃后保温250min，然后缓慢冷却，退火冷却至600℃左右出炉空冷；
二、表面渗硼：将步骤一处理后的耐磨衬板放入由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂中，加热至970℃，持续6小时，渗硼深度为0.3mm；
三、分级淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温至工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温；
四、高温多次回火：步骤二处理后的刀圈进行2次回火，第一次回火的保温时间为100分钟，第二次回火的保温时间为80分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。
然后在合金钢表面熔焊一层钴基合金。
本实施例的耐磨衬板合金钢的平均硬度为78HRC，抗拉强度为1760MPa，屈服强度为1406MPa，延伸率为11％，在磨煤机环境中的使用寿命达16500小时。
实施例5
本实施例的一种耐磨衬板合金钢，其化学成分质量百分比为：C0.4～0.5％、Al1.1～1.7％、Mn0.8～1.1％、Cr8.0～11.2％、Mo2.5～3.0％、V0.1～0.3％、Co5～7％、Re0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质，具体在本实施例中由如下质量百分比组成：C0.4％、Al1.1％、Mn0.8％、Cr8.0％、Mo2.5％、V0.10％、Co5％、Re0.25％，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的一种耐磨衬板合金钢，采用如下热处理工艺处理：
一、完全退火：将耐磨衬板合金钢加热到870℃后保温250min，然后缓慢冷却，退火冷却至600℃左右出炉空冷；
二、表面渗硼：将步骤一处理后的耐磨衬板放入由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂中，加热至950℃，持续6小时，渗硼深度为0.3mm；
三、分级淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温至工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温；
四、高温多次回火：步骤二处理后的刀圈进行2次回火，第一次回火的保温时间为100分钟，第二次回火的保温时间为80分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。
然后在合金钢表面熔焊一层钴基合金。
本实施例的耐磨衬板合金钢的平均硬度为72HRC，抗拉强度为1790MPa，屈服强度为1415MPa，延伸率为12％，在磨煤机环境中的使用寿命达15500小时。
实施例6
本实施例的一种耐磨衬板合金钢，其化学成分质量百分比为：C0.4～0.5％、Al1.1～1.7％、Mn0.8～1.1％、Cr8.0～11.2％、Mo2.5～3.0％、V0.1～0.3％、Co5～7％、Re0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质，具体在本实施例中由如下质量百分比组成：C0.5％、Al1.7％、Mn1.1％、Cr11.2％、Mo3.0％、V0.30％、Co7％、Re0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的一种耐磨衬板合金钢，采用如下热处理工艺处理：
一、完全退火：将耐磨衬板合金钢加热到870℃后保温250min，然后缓慢冷却，退火冷却至600℃左右出炉空冷；
二、表面渗硼：将步骤一处理后的耐磨衬板放入由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂中，加热至950℃，持续6小时，渗硼深度为0.3mm；
三、分级淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温至工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温；
四、高温多次回火：步骤二处理后的刀圈进行2次回火，第一次回火的保温时间为100分钟，第二次回火的保温时间为80分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。
然后在合金钢表面熔焊一层钴基合金。
本实施例的耐磨衬板合金钢的平均硬度为79HRC，抗拉强度为1580MPa，屈服强度为1275MPa，延伸率为9％，在磨煤机环境中的使用寿命达15000小时。
实施例7
合金钢在未经热处理工艺前，金相组织存在着各种对使用性能有影响的缺陷，本发明针对所选的合金元素成分，选用了特定的热处理工艺改善存在的金相缺陷，发挥各元素的性能潜力。如图1所示，为未经退火处理时，合金钢的金相组织显微图，存在着大量魏氏组织，晶粒粗大，通过采用完全退火工艺，细化了晶粒，消除了魏氏组织，如图2所示。
本发明在热处理工艺步骤二中采用了表层渗硼方法，将步骤一处理后的耐磨衬板放入盐浴渗硼剂中，加热至900～950℃，持续4～6小时，盐浴渗硼剂由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成，在合金钢表层渗入0.1～0.3mm的Fe2B，如图3所示，可以显著提高合金钢表面硬度(1300～2000HV)和耐磨性，并且在淬火和回火后也不发生变化。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐磨衬板合金钢的加工方法，包括熔炼、浇注、锻造和热处理工艺，其特征在于，所述热处理工艺包括以下步骤：
一、退火：将耐磨衬板加热到850～870℃，然后保温，保温后冷却；
二、表层化学热处理：将步骤一处理后的耐磨衬板放入化学介质中加热，改变表面化学成分和组织；
三、淬火：将步骤二处理后的耐磨衬板加热到350～380℃后保温，然后快速冷却；
四、回火：将步骤三处理后的耐磨衬板加热到500～650℃后保温，然后冷却。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，其特征在于：所述退火步骤采用完全退火工艺，将耐磨衬板合金钢加热到850～870℃后保温200～250min后，缓慢冷却。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，其特征在于：所述表层化学热处理为渗硼处理，将步骤一处理后的耐磨衬板放入渗硼剂中，加热至900～950℃，持续4～6小时，使耐磨衬板表层渗硼。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，其特征在于：所述渗硼剂是由无水硼砂加碳化硼、硼铁或碳化硅组成的盐浴渗硼剂，渗硼层为Fe2B。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，其特征在于：所述渗硼层厚度为0.1～0.3mm。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，其特征在于：所述淬火工艺采用分级淬火法，将步骤二处理后的耐磨衬板先淬入温度略高于350℃的碱浴炉中保温，工件内外温度均匀后，从碱浴炉中取出，空冷至室温。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，其特征在于：所述回火步骤进行2次回火，第一次回火的保温时间为80～100分钟，第二次回火的保温时间为60～80分钟，回火完成后采用水冷的冷却方式。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨衬板合金钢的加工方法，其特征在于：所述耐磨衬板合金钢在热处理工艺后，加工成型，在表面熔焊钴基合金。
CN201711383958.3A 2017-12-20 2017-12-20 一种耐磨衬板合金钢的加工方法 Active CN108103275B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711383958.3A CN108103275B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种耐磨衬板合金钢的加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711383958.3A CN108103275B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种耐磨衬板合金钢的加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108103275A true CN108103275A (zh) 2018-06-01
CN108103275B CN108103275B (zh) 2019-07-30

Family

ID=62210448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711383958.3A Active CN108103275B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种耐磨衬板合金钢的加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108103275B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111500832A (zh) * 2020-05-06 2020-08-07 浙江天基重工机械有限公司 一种合金钢锻件的制备工艺
CN112391586A (zh) * 2020-11-26 2021-02-23 衡阳鸿宇机械制造有限公司 一种合金衬板的制备工艺
CN112501508A (zh) * 2020-11-26 2021-03-16 衡阳鸿宇机械制造有限公司 一种耐磨合金衬板及其制备工艺
CN113832385A (zh) * 2020-06-08 2021-12-24 徐艳青 一种农耕机磨损件专用钢及其生产工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806175A (en) * 1983-06-25 1989-02-21 Korber Ag Method of surface hardening ferrous workpieces
CN1040396A (zh) * 1988-08-13 1990-03-14 大连理工大学 高强韧性锤锻模具钢
CN103225055A (zh) * 2013-04-23 2013-07-31 无锡市晟元金属制品有限公司 一种高碳冷作模具钢表面耐磨强化处理方法
CN104087862A (zh) * 2014-07-10 2014-10-08 太原重工股份有限公司 合金组合物、半自磨机衬板及其制造方法
CN104152815A (zh) * 2014-07-14 2014-11-19 安徽省三方耐磨股份有限公司 一种球磨机衬板
CN105369122A (zh) * 2015-12-15 2016-03-02 石家庄三环阀门股份有限公司 一种炼铁高炉布料器溜槽衬板及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806175A (en) * 1983-06-25 1989-02-21 Korber Ag Method of surface hardening ferrous workpieces
CN1040396A (zh) * 1988-08-13 1990-03-14 大连理工大学 高强韧性锤锻模具钢
CN103225055A (zh) * 2013-04-23 2013-07-31 无锡市晟元金属制品有限公司 一种高碳冷作模具钢表面耐磨强化处理方法
CN104087862A (zh) * 2014-07-10 2014-10-08 太原重工股份有限公司 合金组合物、半自磨机衬板及其制造方法
CN104152815A (zh) * 2014-07-14 2014-11-19 安徽省三方耐磨股份有限公司 一种球磨机衬板
CN105369122A (zh) * 2015-12-15 2016-03-02 石家庄三环阀门股份有限公司 一种炼铁高炉布料器溜槽衬板及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111500832A (zh) * 2020-05-06 2020-08-07 浙江天基重工机械有限公司 一种合金钢锻件的制备工艺
CN113832385A (zh) * 2020-06-08 2021-12-24 徐艳青 一种农耕机磨损件专用钢及其生产工艺
CN112391586A (zh) * 2020-11-26 2021-02-23 衡阳鸿宇机械制造有限公司 一种合金衬板的制备工艺
CN112501508A (zh) * 2020-11-26 2021-03-16 衡阳鸿宇机械制造有限公司 一种耐磨合金衬板及其制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN108103275B (zh) 2019-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108103275B (zh) 一种耐磨衬板合金钢的加工方法
CN106756755B (zh) 大型挖掘机齿轮的渗碳淬火方法
CN101784681B (zh) 二次硬化齿轮钢
JP5423806B2 (ja) 高靱性耐摩耗鋼およびその製造方法
CN101323944B (zh) 采煤机截齿的硼碳共渗微合金化方法
CN110423955A (zh) 表层超硬化型超高强度耐热齿轮轴承钢及制备方法
CN110438310A (zh) 一种热作模具钢及其热处理方法
CN104928586A (zh) 一种热冲压模具钢及其生产方法
US10577672B2 (en) Case hardening method for high performance long life martensitic stainless steel bearings
CN108085607B (zh) 一种hp磨煤机衬板
CN111057933A (zh) 一种高性能压铸模用热作模具钢的制造工艺
CN107345267A (zh) 一种高性能tbm用盘形滚刀热处理工艺
CN109022705A (zh) 高锰钢铸造斗齿的热处理方法
CN107904506B (zh) 一种耐磨衬板合金钢
JPH08127845A (ja) 黒鉛鋼及びその製品と製造方法
CN105331986B (zh) 一种低合金钢模具激光复合化学渗工艺
CN108118132B (zh) 一种hp磨煤机衬板的加工方法
EP2888378B1 (en) Method for heat treating a steel component
CN112048668A (zh) 一种高硬度盾构刀具用钢及其制造方法
CN108060353B (zh) 一种盾构机盘形滚刀刀圈合金
WO2015188796A1 (en) Method of heat treatment of bearing steel
CN109321868A (zh) 一种高耐磨圆环链的热处理工艺
CN110643905B (zh) 大直径高碳铬不锈钢锻件珠光体均匀分布的热处理方法
CN114941104A (zh) 超高强度30CrNi2MoV锻制钻具材料及热处理工艺
CN114318139A (zh) 一种泥浆泵阀体用高强度金属材料配方

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant