耐磨鑄鋼的制備方法
【專利摘要】一種耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于先在電爐內(nèi)冶煉多元合金鑄鋼，多元合金鑄鋼的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.60～0.85%C,12.0～15.0%Cr,0.8～1.2%Si,0.3～0.5%Mn,0.8～1.2%Mo,1.0～1.2%Ni,0.15～0.22%N,<0.03%S,<0.04%P,余量Fe。當(dāng)上述多元合金鑄鋼的鋼水溫度達(dá)到1580～1600，℃依次加入硅鐵、金屬鋁、硼鐵和鈦鐵，然后將鋼水升溫至1610～1630℃后出爐，加入稀土鎂硅鐵、硅鈣鋇鋁合金和釩鐵進(jìn)行微合金化處理。經(jīng)淬火和回火后，得到的耐磨鑄鋼具有優(yōu)異的耐高溫磨損性能。
【專利說明】耐磨鑄鋼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種鑄鋼的制備方法，特別涉及一種含鉻-鋁-硼-硅的高溫耐磨鑄鋼的制備方法，屬于耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]磨損是工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的現(xiàn)象，磨損的普遍存在造成了材料的巨大消耗，為了提高材料的耐磨性能，國內(nèi)外已開發(fā)成功了多種耐磨鑄鋼，其中中國發(fā)明專利CN102383066A公開了一種耐磨鑄鋼，其特征在于，耐磨鑄鋼的化學(xué)組成成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)是:1.60 ~1.80C, 3.5 ~4.0Ti, 1.65 ~1.85Si, Μη〈0.8，0.4 ~0.6Cu, 0.003 ~0.006B, 0.015 ~0.030Zr，0.03 ~0.1OTe, 0.04 ~0.08Ce, 0.015 ~0.040Mg, 0.12 ~0.15A1, S<0.04, P<0.05,余量為Fe和不可避免的微量雜質(zhì)，且C%=0.25XTi%+ (0.70~
0.85);其制備方法采用電爐熔煉，具體包括以下步驟:(I)將普通廢鋼、生鐵或增碳劑、硅鐵和銅板混合加熱熔化，升溫至1560~1580°C后加入鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1590~1610°C，加入鋁脫氧和合金化，而后出爐；(2)將硼鐵、鋯鐵、碲銅中間合金和鈰基稀土鎂合金破碎至粒度小于16mm的小塊，經(jīng)200~240°C烘干3~5h后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行微合金化處理；(3)鋼水經(jīng)靜置、扒渣后，當(dāng)溫度為1440~1470°C時(shí)澆入鑄型，澆注1.0~6.0h后開箱空冷鑄件，打掉澆冒口，清理殘根、飛邊、毛刺；(4)鑄件在930~950°C進(jìn)行高溫奧氏體化處理，保溫1.0~3.0h后，在溫度為260~290°C的鹽浴池內(nèi)冷卻1.0~2.0h即可。中國發(fā)明專利CN103266276A還公開了一種低合金高耐磨鑄鋼板的制備方法，其特征在于:通過以下步驟制得:1)采用廢鋼、硅鐵、錳鐵、硅鐵、鑰鐵、鉻鐵、鈦鐵、釩鐵、鈮鐵、稀土硅作為熔煉用原材料，按以下組分進(jìn)行配料:C:0.25-0.35wt.% ；Si:0.9-1.6wt.% ；Mn:0.3-1.8wt.% ；Cr:0.7-1.0wt.% ；Mo:0.15-0.3wt.% ；T1:0.05-0.35wt.% ；Nb:0.01-0.05wt.% ；V:0.05-0.25wt.% ；RE:0.01-0.lwt.% ;P、S ( 0.03wt.% 其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；2)采用中頻感應(yīng)電爐熔煉，首先將普通廢鋼、鉻鐵混合加熱熔化，進(jìn)行爐前分析；3)依次將錳鐵、硅鐵、鑰鐵加入等待全部熔清后加入鉻鐵再進(jìn)一步熔清，用鋁絲脫氧處理，再將鋼液沖入同時(shí)放置鈦鐵、釩鐵、鈮鐵、稀土硅的澆包；4)出爐溫度控制在1500~1560°C，然后澆注入鑄造模具內(nèi)成形，冷卻后打箱取出鑄錠進(jìn)行清砂處理；5)采用電阻加熱熱處理爐，將處理后的鑄錠放入其中進(jìn)行升溫，升溫的速度< 280°C /小時(shí)，當(dāng)溫度到達(dá)1050~1070°C時(shí)保溫，保溫100-130min ；6)保溫完成后再將鑄錠放入240~245°C鹽浴爐中進(jìn)行保溫，保溫60-90min，最后出爐空冷；7)對鑄錠進(jìn)行鍛壓后，按照所需尺寸切割出符合要求的板材，并對板材表面進(jìn)行常規(guī)鈍化處理。中國發(fā)明專利CN103205638A還公開了一種耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，以重量百分比計(jì)，該耐磨鑄鋼斗齒的材料由如下成分組成:C:0.9 ~1.2%, Ti:0.2 ~0.25%, Al:0.08 ~0.12%, Mo:2 ~3%，W:3 ~5%，P:(0.02%, S≤0.02%，余量為Fe ;所述的耐磨鑄鋼斗齒按照如下工序制備:1)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:0.9 ~1.2%, Ti:0.2 ~0.25%, Al:0.08 ~0.12%, Mo:2 ~3%, W:3 ~5%，P≤0.02%, S 0.02%，余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1660~1700°C時(shí)出爐；2)在預(yù)熱溫度為450~500°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在10~15分鐘；3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1250~1280°C時(shí)保溫I~2小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出；4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至950~970°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊穑扑橄災(zāi)?，切割冒口?00~220°C回火，得到耐磨鑄鋼斗齒。中國發(fā)明專利CN102978524A還公開了一種高強(qiáng)度耐磨鑄鋼，其特征在于:所述一種高強(qiáng)度耐磨鑄鋼，其化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比為:碳:0.3-0.8% ；硅:0.45-1.35% ;錳:1.2-1.8% ;鉻:0.75-1.9 % ;硼:0.06-0.1 % ;鈦:0.05-0.2 % ;釔:
0.07-0.18% ;鎂:0.06-0.14%，其余為鐵組成。中國發(fā)明專利CN102912255A還公開了一種耐磨鑄鋼的制備方法。所述耐磨鑄鋼，以重量百分比計(jì)，其組成為:碳(C):0.80%~
1.10% ；錳(Mn):6.00% ~8.00% ；硅(Si):1.00% ~1.80% ；鉻(Cr):2.50% ~3.50% ；鑰(Mo):0.60% ~0.80% ;銅(00:0.30% ~0.50% ;鎳(祖):1.00% ~3.00% ;鈦(11):0.15% ~
0.25% ;釩(V):0.20% ~0.40% ;稀土(RE):0.030% ~0.040% ;鎂(Mg):0.020% ~0.030% ；余量為鐵(Fe)和不可避免的雜質(zhì)。該發(fā)明的耐磨鑄鋼抗沖擊強(qiáng)度高、耐磨性好、耐腐蝕、可與普通碳素鋼槽體進(jìn)行焊接。中國發(fā)明專利CN102877008A還公開了一種貝氏體耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:1)采用廢鋼、錳鐵、硅鐵、鑰鐵、鉻鐵、鈦鐵、釩鐵、稀土硅作為熔煉用原材料，按以下重量百分比的化學(xué)組成:C為0.2-0.6% ；S為0.7-2.5% ；Mn 為 0.3-3.0% ；Mo 為 0.1-1.5% ；Cr 為 0.2-3.0% ；Ti ( 0.5% ；V ( 0.5% ；RE ( 0.5% ;S、P ^ 0.06%,其余為Fe進(jìn)行配料；2)將廢鋼加入電爐中熔清后，依次將錳鐵、硅鐵、鑰鐵加入等待全部熔清后加入鉻鐵再進(jìn)一步熔清，用鋁絲脫氧處理，再將鋼液沖入同時(shí)放置鈦鐵、釩鐵、稀土、RE的澆包；3)在澆注溫度為1500~1550°C條件下進(jìn)行澆注成形，冷卻后打箱取出鑄件進(jìn)行清砂處理；4)將清砂處理后的鑄件放入熱處理爐中進(jìn)行升溫，當(dāng)溫度到達(dá)850~1000°C時(shí)保溫；保溫完成后再將鑄件放入200~350°C鹽浴爐中進(jìn)行保溫，最后出爐空冷，即可獲得貝氏體耐磨`鑄鋼。中國發(fā)明專利CN102690988A還公開了一種細(xì)晶高強(qiáng)硅錳貝氏體耐磨鑄鋼的制備方法，細(xì)晶高強(qiáng)硅錳貝氏體耐磨鑄鋼其化學(xué)成分及重量百分比為:0.40 ~0.70%C, 2.2 ~2.5%Si, 2.4 ~2.8%Mn, 0.01 ~0.05%B, 0.005 ~0.01%La, P< 0.04%, S < 0.04%，其余為F e以及不可避免的雜質(zhì)，其鑄態(tài)晶粒尺寸< 100 μ m，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1200MPa以上，硬度為48~60HRC，無缺口沖擊值達(dá)到30~50J。利用電爐生產(chǎn)，熔煉澆鑄后經(jīng)過熱處理使用。鋼中不含鉻、鑰等合金元素，通過微量硼和鑭細(xì)化晶粒，獲得高強(qiáng)度和良好的韌性硬度搭配，價(jià)格低廉，工藝簡單、操作性強(qiáng)。中國發(fā)明專利CN102517504A還公開了一種以低價(jià)硼為主要合金元素，可制造球磨機(jī)襯板的高硼耐磨鑄鋼，其所述鑄鋼的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比為:C<0.4%, 0.40~0.80Si, 0.5~1.2%Mn, 0.5~1.2%Cr, 1.2~
3.0%B, Re〈0.2%, V〈0.1%, Ti〈0.1%，所述鑄鋼先進(jìn)行950~980°C X 2h+水冷的淬火工藝，再在200~250°C X 4h +空冷回火處理，其硬度大于58HRC，沖擊韌性大于12J/cm2，淬透層深度大于40_。
[0003]但是上述耐磨鑄鋼盡管硬度高，但高溫耐磨性能不足。為了滿足材料的高溫耐磨性能，中國發(fā)明專利CN1235203 了公開了一種鉻鎳氮鈮高溫耐熱耐磨鑄鋼，其化學(xué)成分(重量 ％ )為:0.5 ~1.4%C, Si ( 2.5%, Mn ( 2.5%, 27.0 ~36.0%Cr, 10.0 ~20.0%Ni, 0.2 ~
0.5%N, 0.1~1.0%Nb，0.2~0.5%Re，F(xiàn)e余量。用該耐熱耐磨鑄鋼制造的發(fā)電鍋爐噴燃器火嘴使用壽命長，并且不開裂。中國發(fā)明專利CN1818119還公開了一種鉻鎳銅鈮氮高溫耐熱耐磨鑄鋼，其化學(xué)成分(重量％)為:0.3~2.0%C, Si ( 2.5%, Mn ( 2.5%, 20.0~46.0%Cr, 8.0 ~50.0%Ni, 0.05 ~1.50%Cu, 0.04 ~2.50%Nb, 0.05 ~0.50%N, 0.05 ~
0.50%RE, P≤0.06%, S≤0.04%, Fe余量，用該耐熱耐磨鑄鋼制造的發(fā)電鍋動燃燒器噴口抗熱裂性能好，使用壽命長，并且不開裂。但是上述耐磨高溫抗磨材料還含有較多價(jià)格昂貴的鎳元素，導(dǎo)致材料成本升高，市場競爭力弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種新型抗高溫磨損合金鑄鋼的制備方法，本發(fā)明是在電爐內(nèi)冶煉多元合金鑄鋼，并在冶煉后期加入硼鐵、金屬鋁等材料，達(dá)到改善合金鑄鋼耐磨性和高溫抗氧化性等目的。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn):
[0006]本發(fā)明耐磨鑄鋼的制備方法如下:先在電爐內(nèi)冶煉多元合金鑄鋼，多元合金鑄鋼的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.60~0.85%C, 12.0~15.0%Cr, 0.8~1.2%Si, 0.3~
0.5%Mn, 0.8 ~1.2%Mo, 1.0 ~1.2%Ni, 0.15 ~0.22%N,〈0.03%S,〈0.04%P,余量 Fe。當(dāng)上述多元合金鑄鋼的鋼水溫度達(dá)到1580~1600，°C依次加入硅鐵、金屬鋁、硼鐵和鈦鐵，其中硅鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.0~1.5%，金屬鋁加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的
1.8~2.2%，硼鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6.0~6.5%，鈦鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.2~0.4%，此外，硅鐵、硼鐵和鈦鐵加入鋼水前均在750~850°C預(yù)熱2~3h。然后將鋼水升溫至1610~1630后。C出爐，并將鋼水注入澆包。將稀土鎂硅鐵、硅鈣鋇鋁合金和釩鐵破碎至粒度為5~12_的小塊并在200~250°C烘干2~4h，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行微合金化處理。其中稀土鎂硅鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的
1.2~1.5%,娃鈣鋇招合金加入量是注入燒包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2~1.5%, I凡鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.15~0.25%。然后扒渣、準(zhǔn)備澆鑄，當(dāng)鋼水溫度降至1460~1490°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，鑄件淬火加熱溫度1050~1100，°C保溫2~4h后油冷，然后在500~530°C回火處理，保溫6~IOh后空冷至室溫即可。
[0007]如上所述的娃鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:72~80%Si,〈0.2%C, ( 0.02%S, ( 0.04%P,余量 Fe。
[0008]如上所述的硼鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:19.0~21.0%B, ( 0.5%C, ( 2.0%Si,(0.5%A1, ( 0.01%S, ( 0.1%P,余量 Fe。
[0009]如上所述的鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:38~42%Ti，( 9.0%A1, ( 3.0%Si, ( 0.03%S, ( 0.03%P, ( 0.10%C, ( 0.40%Cu, ( 2.5%Mn,余量 Fe。
[0010]如上所述的稀土鎂娃鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:8.0~10.0%Ce, 8.0~10.0%Mg, 1.0 ~3.0%Ca, 39 ~44.0%Si, ( 2.0%Mn, ( 1.0%Ti, ( 1.2%Mg0,余量 Fe。
[0011 ] 如上所述的娃鈣鋇招合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:30~35%Si, 12~15%Ca, 9 ~12%Ba, 16 ~20%A1, Mn ( 0.4%, C ≤ 0.4%, P ≤ 0.04%, S ≤ 0.04，余量 Fe。
[0012]如上所述的釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:58~65%V，( 2.0%Si, ( 2.5%A1, ( 0.06%C, ( 0.05%P, ( 0.05%S, ( 0.06%As, ( 0.l%Cu,余量 Fe。
[0013]本發(fā)明耐磨鑄鋼中，先在電爐內(nèi)熔煉多元合金鑄鋼，多元合金鑄鋼的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.60 ~0.85%C, 12.0 ~15.0%Cr, 0.8 ~1.2%Si, 0.3 ~0.5%Mn, 0.8 ~
1.2%Mo, 1.0 ~1.2%Ni, 0.15 ~0.22%N,〈0.03%S,〈0.04%P,余量 Fe。其中加入鉻、鑰、鎳的目的是為了提高材料的硬度和耐磨性。此外加入適量氮可以提高材料的淬透性，在此基礎(chǔ)上，當(dāng)上述多元合金鑄鋼的鋼水溫度達(dá)到1580~1600，°C依次加入硅鐵、金屬鋁、硼鐵和鈦鐵，其中硅鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.0~1.5%，金屬鋁加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.8~2.2%，硼鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6.0~6.5%。加入硅鐵和鋁的目的主要是為了提高材料的高溫性能，加入硼鐵，可以與多元合金鑄鋼的鉻、碳、鐵結(jié)合生成高硬度(Cr，F(xiàn)e)7(C, B) 3化合物，有利于提高鑄鋼的耐磨性。加入是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2~
0.4%的鈦鐵，可以細(xì)化耐磨鑄鋼晶粒，提高耐磨鑄鋼的強(qiáng)韌性。
[0014]另外，將稀土鎂硅鐵、硅鈣鋇鋁合金和釩鐵破碎至粒度為5~12mm的小塊并在200~250°C烘干2~4h，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行微合金化處理。其中稀土鎂硅鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2~1.5%，硅鈣鋇鋁合金加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2~1.5%。稀土鎂硅鐵和硅鈣鋇鋁合金的加入可以凈化鋼液，還有利于細(xì)化凝固組織，并改善夾雜物的形態(tài)和分布，促進(jìn)耐磨鑄鋼強(qiáng)韌性的提高。加入是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15~0.25%的釩鐵對鋼水進(jìn)行微合金化處理，可增加鑄鋼中的高硬度V C硬質(zhì)點(diǎn)數(shù)量，有利于提高鑄鋼耐磨性。在此基礎(chǔ)上，對耐磨鑄鋼進(jìn)行油淬處理，淬火加熱溫度1050~1100，°C保溫2~4h后油冷，主要是為了得到高硬度馬氏體基體，繼續(xù)在500~530°C回火處理，保溫6~IOh后空冷至室溫，主要是穩(wěn)定淬火組織，消除淬火應(yīng)力。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn):
[0016](I)本發(fā)明耐磨鑄鋼，鎳、鑰、釩等貴重合金元素加入量較少，且不加鎢、鈮、鈷等昂貴合金元素，具有較低的生產(chǎn)成本；
[0017](2)本發(fā)明耐磨鑄鋼具有硬度高，高溫耐磨性好等特點(diǎn)，本發(fā)明材料硬度超過63HRC，在500°C下的耐磨性比 高鉻鑄鐵和高鎳 鉻合金鋼分別提高35%和50%以上。
[0018]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述:
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1:
[0020]本發(fā)明耐磨鑄鋼采用1000公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，其制備方法如下:先在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)冶煉多元合金鑄鋼，多元合金鑄鋼的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.63%C，12.02%Cr, 1.17%Si, 0.40%Mn, 1.15%Mo, 1.01%Ni, 0.21%N, 0.029%S, 0.035%P,余量 Fe。當(dāng)上述多元合金鑄鋼的鋼水溫度達(dá)到1598，°C依次加入硅鐵(硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:72~80%Si，〈0.2%C, ( 0.02%S, ( 0.04%P,余量Fe)、金屬鋁、硼鐵(硼鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:19.0 ~21.0%B, ( 0.5%C, ( 2.0%Si, ( 0.5%A1, ( 0.01%S, ( 0.1%P,余量Fe)和鈦鐵(鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:38~42%Ti，^ 9.0%A1, ^ 3.0%Si, ^ 0.03%S，^ 0.03%P,≤0.10%C, ^ 0.40%Cu,≤2.5%Mn,余量Fe)，其中硅鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.0%，金屬鋁加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2.2%，硼鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6.5%，鈦鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.2%，此外，硅鐵、硼鐵和鈦鐵加入鋼水前均在750°C預(yù)熱3h。然后將鋼水升溫至1629°C后出爐，并將鋼水注入澆包。將稀土鎂硅鐵(稀土鎂硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:8.0~10.0%Ce, 8.0~10.0%Mg, 1.0~3.0%Ca, 39~44.0%Si, ^ 2.0%Mn, ^ 1.0%Ti, ^ 1.2%MgO,余量Fe)、硅鈣鋇鋁合金(硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:30 ~35%Si, 12 ~15%Ca, 9 ~12%Ba, 16 ~20%A1, Mn ( 0.4%, C ≤ 0.4%, P ≤ O
?04%, S≤0.04,余量Fe)和釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:58~65%V，( 2.0%Si,(
2.5%A1, ^ 0.06%C,≤(λ 05%Ρ, ^0.05%S, ^0.06%As, ^0.l%Cu,余量Fe)破碎至粒度為 5 ~12mm的小塊并在200°C烘干4h，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行微合金化處理。其中稀土鎂硅鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2%，硅鈣鋇鋁合金加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5%，釩鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.15%。然后扒渣、準(zhǔn)備澆鑄，當(dāng)鋼水溫度降至1488°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，鑄件淬火加熱溫度1100，°C保溫2h后油冷，然后在530°C回火處理，保溫6h后空冷至室溫即可得到耐磨鑄鋼，耐磨鑄鋼的力學(xué)性能見表1。
[0021]實(shí)施例2:
[0022]本發(fā)明耐磨鑄鋼采用1000公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，其制備方法如下:先在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)冶煉多元合金鑄鋼，多元合金鑄鋼的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.84%C，14.88%Cr, 0.84%Si, 0.31%Mn, 0.80%Mo, 1.17%Ni, 0.16%N, 0.025%S, 0.036%P,余量 Fe。當(dāng)上述多元合金鑄鋼的鋼水溫度達(dá)到1583，°C依次加入硅鐵(硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:72~80%Si，〈0.2%C, ( 0.02%S, ( 0.04%P,余量Fe)、金屬鋁、硼鐵(硼鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:19.0 ~21.0%B, ( 0.5%C, ( 2.0%Si, ( 0.5%A1, ( 0.01%S, ( 0.1%P,余量Fe)和鈦鐵(鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:38~42%Ti，^ 9.0%A1, ^ 3.0%Si, ^ 0.03%S，≤0.03%P,≤0.10%C,≤0.40%Cu,≤2.5%Mn,余量Fe)，其中硅鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5%，金屬鋁加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.8%，硼鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6.0%，鈦鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.4%，此外，硅鐵、硼鐵和鈦鐵加入鋼水前均在850°C預(yù)熱2h。然后將鋼水升溫至1615°C后出爐，并將鋼水注入澆包。將稀土鎂硅鐵(稀土鎂硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:8.0~10.0%Ce, 8.0~10.0%Mg, 1.0~3.0%Ca, 39~44
?0%Si, ( 2.0%Mn, ( 1.0%Ti, ( 1.2%Mg0,余量Fe)、硅鈣鋇鋁合金(硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:30 ~35%Si, 12 ~15%Ca, 9 ~12%Ba, 16 ~20%A1, Mn ( 0.4%, C ≤ 0.4%, P ≤ O
?04%, S≤0.04,余量Fe)和釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:58~65%V，( 2.0%Si,(
2.5%A1, ^ 0.06%C,≤ 0.05%Ρ,≤ 0.05%S,≤ 0.06%As,≤ 0.l%Cu,余量Fe)破碎至粒度為 5 ~12mm的小塊并在250°C烘干3h，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行微合金化處理。其中稀土鎂硅鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5%，硅鈣鋇鋁合金加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2%，釩鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.25%。然后扒渣、準(zhǔn)備澆鑄，當(dāng)鋼水溫度降至1463°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，鑄件淬火加熱溫度1050，°C保溫4h后油冷，然后在500°C回火處理，保溫IOh后空冷至室溫即可得到耐磨鑄鋼，耐磨鑄鋼力學(xué)性能見表1。
[0023]實(shí)施例3:
[0024]本發(fā)明耐磨鑄鋼采用1000公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，其制備方法如下:先在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)冶煉多元合金鑄鋼，多元合金鑄鋼的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.74%C，13.69%Cr, 0.96%Si, 0.47%Mn, 1.01%Mo, 1.13%Ni, 0.19%N, 0.022%S, 0.037%P,余量 Fe。當(dāng)上述多元合金鑄鋼的鋼水溫度達(dá)到1591，°C依次加入硅鐵(硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:72~80%Si，〈0.2%C, ( 0.02%S, ( 0.04%P,余量Fe)、金屬鋁、硼鐵(硼鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:19.0 ~21.0%B, ( 0.5%C, ( 2.0%Si, ( 0.5%A1, ( 0.01%S, ( 0.1%P,余量Fe)和鈦鐵(鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:38~42%Ti，^ 9.0%A1, ^ 3.0%Si, ^ 0.03%S，≤ 0.03%P,≤0.10%C, ≤ 0.40%Cu,≤2.5%Mn,余量Fe)，其中硅鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.3%，金屬鋁加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2.0%，硼鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6.2%，鈦鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.3%，此外，硅鐵、硼鐵和鈦鐵加入鋼水前均在800°C預(yù)熱2h。然后將鋼水升溫至1620°C后出爐，并將鋼水注入澆包。將稀土鎂硅鐵(稀土鎂硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:8.0~10.0%Ce, 8.0~10.0%Mg, 1.0~3.0%Ca, 39~44
?0%Si, ≤ 2.0%Mn, ≤ 1.0%Ti, ≤ 1.2%MgO,余量Fe)、硅鈣鋇鋁合金(硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:30 ~35%Si, 12 ~15%Ca, 9 ~12%Ba, 16 ~20%A1, Mn ≤ 0.4%, C ≤ 0.4%, P ≤ O
?04%, S≤0.04,余量Fe)和釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:58~65%V，≤ 2.0%Si,≤
2.5%A1, ^ 0.06%C,≤ 0.05%Ρ,≤ 0.05%S,≤ 0.06%As,≤ 0.l%Cu,余量Fe)破碎至粒度為 5 ~12mm的小塊并在230°C烘干3h，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行微合金化處理。其中稀土鎂硅鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.3%，硅鈣鋇鋁合金加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.4%，釩鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.20%。然后扒渣、準(zhǔn)備澆鑄，當(dāng)鋼水溫度降至1475°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，鑄件淬火加熱溫度1080，°C保溫3h后油冷，然后在520°C回火處理，保溫8h后空冷至室溫即可得到耐磨鑄鋼，耐磨鑄鋼力學(xué)性能見表1。
[0025]表1耐磨鑄鋼的力學(xué)性能
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于采用電爐熔煉，其制備工藝如下: (1)先在電爐內(nèi)冶煉多元合金鑄鋼得到鋼水，多元合金鑄鋼的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.60 ~0.85%C, 12.0 ~15.0%Cr, 0.8 ~1.2%Si, 0.3 ~0.5%Mn, 0.8 ~1.2%Mo, 1.0 ~.1.2%Ni, 0.15 ~0.22%N,〈0.03%S,〈0.04%P,余量 Fe ； (2)當(dāng)上述多元合金鑄鋼的鋼水溫度達(dá)到1580~1600，1:依次加入金屬鋁，預(yù)熱過的硅鐵、硼鐵和鈦鐵，其中硅鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.0~1.5%，金屬鋁加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.8~2.2%，硼鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6.0~6.5%，鈦鐵加入量是爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.2~0.4%，然后將鋼水升溫至1610~1630°C后出爐，并將鋼水注入澆包； (3)將稀土鎂硅鐵、硅鈣鋇鋁合金和釩鐵破碎至粒度為5~12_的小塊并進(jìn)行烘干，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行微合金化處理；其中稀土鎂硅鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2~1.5%,娃鈣鋇招合金加入量是注入燒包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.2~1.5%，釩鐵加入量是注入澆包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.15~0.25% ； (4)鋼水然后扒渣后準(zhǔn)備澆鑄，當(dāng)鋼水溫度降至1460~1490°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型； (5)鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，鑄件淬火加熱溫度1050~1100，°C保溫2~4h后油冷，然后在500~530°C回火處理，保溫6~IOh后空冷至室溫即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于如上所述的硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:72~80%Si,〈0.2%C,≤0.02%S,≤0.04%P,余量Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于如上所述的硼鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:19.0 ~ 21.0%B, ( 0.5%C, ( 2.0%Si, ( 0.5%A1, ( 0.01%S, ( 0.1%P,余量Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于如上所述的鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:38 ~42%Ti, ≤9.0%A1, ≤3.0%Si, ≤0.03%S, ≤0.03%P,≤ 0.10%C,≤ 0.40%Cu, ( 2.5%Mn,余量 Fe。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于如上所述的稀土鎂硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:8.0 ~10.0%Ce, 8.0 ~10.0%Mg, 1.0 ~3.0%Ca, 39 ~44.0%Si,(2.0%Mn, ( 1.0%Ti, ( 1.2%MgO,余量 Fe。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于如上所述的硅鈣鋇鋁合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:30~35%Si, 12~15%Ca, 9~12%Ba, 16~20%A1, Mn ( 0.4%, C (0.4%, P ≤ 0.04%, S ≤ 0.04，余量 Fe。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于如上所述的釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:58 ~65%V, ≤2.0%Si, (2.5%A1, ≤0.06%C, ≤0.05%Ρ, ≤0.05%S, ≤0.06%As, ( 0.l%Cu,余量 Fe。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于所述的硅鐵、硼鐵和鈦鐵的預(yù)熱工藝是:750~850，°C保溫2~3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于所述的稀土鎂硅鐵、硅鈣鋇鋁合金和釩鐵小塊烘干工藝是:200~250，°C保溫2~4h。
【文檔編號】C22C33/06GK103498092SQ201310412947
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】符寒光, 高義民, 鄭開宏, 張錦紅, 邢建東, 皇志富, 馬勝強(qiáng) 申請人:北京工業(yè)大學(xué)