WO2020051722A1

WO2020051722A1 - 一种冶金材料及利用该材料制造冶金导卫某零件的方法

Info

Publication number: WO2020051722A1
Application number: PCT/CN2017/119781
Authority: WO
Inventors: 陈象青; 刘成铭
Original assignee: 安徽霍山科皖特种铸造有限责任公司
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-03-19

Abstract

一种冶金材料，所述冶金材料化学成份为：碳(C)：小于0.07％；硅：小于1.0％；铬(Cr)：15％～17％；锰(Mn)：小于1.0％；磷(P)：小于0.035％；硫(S)：小于0.035％；镍(Ni)：3％-5％；钨(W)：1.0％-1.5％；钒(V)：0.3％-0.5％；铁(Fe)：余量。以及一种采用上述冶金材料制备导卫零件的方法。上述冶金材料制成的产品具有高硬度、高耐磨性，又具有良好的韧性和耐热疲劳性，大大降低了生产成本，材料内部组织达到一级，完全可替代现有的冶金材料，并优于现有的冶金材料，制作方法简洁明了。

Description

一种冶金材料及利用该材料制造冶金导卫某零件的方法

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体尤其涉及一种冶金材料及利用该材料制造冶金导卫某零件的方法。

背景技术

在冶金行业中，冶金导卫系列零件的耐磨损性、耐冷却水腐蚀性、耐大的轧制力矩性及抗热疲劳性等一直是困扰冶金行业发展的一大难题。为解决这一难题，本领域技术人员想了很多办法、花费大量人财物力，但最终结果还是不尽人意，而现有的冶金材料一般采用硬质合金碳化钨材料，但碳化钨材料成本费用高昂，企业的生产成本也随之大幅提高。

发明内容

为此，本发明提出一种冶金材料及利用该材料制造冶金导卫某零件的方法，用来制造冶金导卫某零件，我公司成功开发出这种材料，材料编号为KW-0168.制造费用是碳化钨的二分之一左右，使用效果基本达到碳化钨水平(使用方法得当，甚至优于碳化钨材料)，该材料既具有高硬度、高耐磨性，又具有良好的韧性和耐热疲劳性。

本发明通过如下手段实现：

一种冶金材料，所述冶金材料化学成份为：

碳(C)：小于0.07％；硅：小于1.0％；铬(Cr)：15％～17％；锰(Mn)：小于1.0％；磷(P)：小于0.035％；硫(S)：小于0.035％；镍(Ni)：3％-5％；钨(W)：1.0％-1.5％；钒(V)：0.3％-0.5％；铁(Fe)：余量。

所述制造方法为熔模铸造，所述熔模的蜡模模料成分按重量份为：

石蜡：50份～70份；聚合松香：15份～40份；EVA：5份～15份；褐煤蜡：5份～10份。

所述熔模的蜡模模料成分按重量份为：石蜡：50份；聚合松香：40份；EVA：5份；褐煤蜡：5份。

所述某零件在以下条件下依次进行热处理：

①正火，温度范围为：850℃～950℃，正火时间为：1h～1.2h；

②淬火，温度范围为：880℃～980℃，淬火时间为：1h～2.5h；

③回火，温度范围为：550℃～750℃，回火时间为：4.5h～6.5h。

所述某零件在以下条件下依次进行热处理：

①正火，在950℃温度下保温1.2h；

②淬火，在980℃温度下淬火2.5h；

③回火，在750℃温度下回火6.5h。

本发明有益效果：本发明产品实用，具有高硬度、高耐磨性，又具有良好的韧性和耐热疲劳性，大大降低了生产成本，材料内部组织达到一级，完全可替代现有的冶金材料，并优于现有的冶金材料，制作方法简洁明了。

附图说明：

图1为本发明某零件的金相显微组织图。

具体实施方式：

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明：

本发明所述冶金导卫某零件是新型冶金材料：KW-0168制成，其化学成份提供以下实例：

	C(％)	Si(％)	Cr(％)	Mn(％)	P(％)	S(％)	Ni(％)	W(％)	V(％)	Fe(％)
实例一	0.03	0.5	15.2	0.5	0.028	0.024	3.1	1.2	0.32	余量
实例二	0.04	0.6	15.5	0.6	0.032	0.027	3.3	1.3	0.33	余量
实例三	0.05	0.7	16.5	0.7	0.025	0.029	3.5	1.25	0.34	余量
实例四	0.06	0.8	16.9	0.8	0.024	0.021	4.5	1.4	0.45	余量

分别对各实例试样的硬度、耐磨性，韧性和热疲劳性进行测试。

上述冶金材料制成的冶金导卫某零件，通过试验验证，硬度、耐磨性，韧性和热疲劳性均能达到应用要求。

由于熔模铸造的铸件有着很高的产品成形性能，铸件内部质量高，且冶金导卫某零件的尺寸和重量不大，所以选择熔模铸造较为合适。

冶金导卫某零件的浇注系统为侧注式，金属液通过浇口杯进入直浇道，利用内浇道由某零件的侧部上方引入，最后浇注部分的金属液进入冒口颈，保证了直浇道部分的金属液冷却较慢。这种引入方式能比较平稳，可避免金属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷；型腔中的气体容易顺序排出，保证成型质量。

本发明所述冶金导卫某零件采用熔模铸造成型。所述熔模的蜡模模料成分按重量份提供以下实施例：

*注：EVA：乙烯-醋酸乙烯共聚物，ethylene-vinylacetatecopolymer。

对上述各实施例蜡模模料成分的熔点、线收缩率、抗弯强度及粘度等进行了相关测定，具体的实验结果如下表所示：

由试验结果可以看出，实施例7、实施例8的模料的收缩率最小，这是由于石蜡含量的减小以及聚合松香含量的提高所致，但是实施例9模料由于褐煤蜡含量的增加，模料的收缩率变大。从粘度测试结果可以看出，前三组实施例模料的粘度最小，而石蜡含量在50％的模料的粘度都较大，粘度直接影响到了模料的流动性，所以这几组模料在实际浇注过程中都出现了流动性较差的现象。综合考虑以上因素，可以使用实施例4、5、7组模料配方作为较好的模料配比，如果是对蜡模尺寸要求较高则可以选择实施例7的模料，在实际生产过程中可以通过提高注蜡温度和压力来保证它的流动性。

采用熔模铸造成型后，冶金导卫某零件的金相显微组织见图所示，为使冶金导卫某零件具有所需要的高硬度、高耐磨性、高韧性和耐热疲劳性，必须选择合适的热处理工艺。

本发明所述热处理工艺具体实施例如下：

所述某零件在以下条件下依次进行热处理：

①正火，温度范围为：850℃～950℃，正火时间为：1h～1.2h；

②淬火，温度范围为：880℃～980℃，淬火时间为：1h～2.5h；

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有学术和科学术语具有本发明所属技术领域普通技术人员所理解的相同含义。

在相抵触的情况下，以本说明书中的定义为准。

除非另有说明，所有的百分数、份数、比例等都是以重量计。

当给出数值或数值范围、优选范围或一系列下限优选值和上限优选值时，应当理解其具体公开了由任何较小的范围限值或优选值和任何较大的范围限值或优选值的任何一对数值所形成的任何范围，而无论范围是否分别被公开。除非另有说明，在本说明书描述数值范围之处，所述的范围意图包括范围端值和范围内的所有整数和分数。

当术语“约”或“左右”用于描述数值或范围的端值时，所公开的内容应当是包括该具体数值或所涉及的端值。

采用“一”和“一个/种”的用法描述本发明的要素和组分，这只是出于便利和为了给出本发明一般情况。除非另有明显表述，应将该说明理解为包括一个/种或至少一个/种。

Claims

一种冶金材料，其特征在于，所述冶金材料化学成份为：碳(C)：小于0.07％；硅：小于1.0％；铬(Cr)：15％～17％；锰(Mn)：小于1.0％；磷(P)：小于0.035％；硫(S)：小于0.035％；镍(Ni)：3％-5％；钨(W)：1.0％-1.5％；钒(V)：0.3％-0.5％；铁(Fe)：余量。
一种采用权利要求1所述冶金材料而制造冶金导卫某零件的方法，其特征在于，所述制造方法包括有以下步骤：
①为将冶金材料进行熔融；
②熔模铸造，所述熔模的蜡模模料成分按重量份为：
石蜡：50份～70份；聚合松香：15份～40份；EVA：5份～15份；褐煤蜡：5份～10份。
一种采用权利要求2所述的冶金材料制造冶金导卫某零件的方法，其特征在于，所述某零件在以下条件下依次进行热处理：
①正火，温度范围为：850℃～950℃，正火时间为：1h～1.2h；
②淬火，温度范围为：880℃～980℃，淬火时间为：1h～2.5h；
③回火，温度范围为：550℃～750℃，回火时间为：4.5h～6.5h。
根据权利要求3所述的一种制造冶金导卫某零件的方法，其特征在于，所述某零件在以下条件下依次进行热处理：
①正火，在950℃温度下保温1.2h；
②淬火，在980℃温度下淬火2.5h；
③回火，在750℃温度下回火6.5h。