一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄鐵合金領(lǐng)域，具體是指一種具有高抗磨性、低內(nèi)應力、高韌性，并具有較高的使用壽命的鑄鐵合金輥圈及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于煤矸石和礓石等硬質(zhì)固體塊料破碎或粉碎的機械設備雙輥式粉碎機上的輥圈是一個重要部件，該輥圈的材料是具有一定要求的，要求其具有高抗磨性、低內(nèi)應力、高韌性，并具有較高的使用壽命。對于復合抗磨對輥圈外層的材料問題，有較多的材料可選，也可見之于專利文獻資料。
[0003]但是在實際使用中，上述材料在耐磨性能上還無法達到理想狀態(tài)，而有些材料能夠?qū)崿F(xiàn)耐磨性能，但是在材料中包含有大量的貴金屬或稀有金屬，材料的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高抗磨性、低內(nèi)應力、高韌性、高使用壽命，且具有較優(yōu)性能價格比的鑄鐵合金材料。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈，包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8% 的鉻、0.5-1.0 % 的鎢、0.3-0.5% 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3% 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、2.5-3.5 % 的碳、0.5-1.2 % 的錳、0.3-0.5 % 的硼、
1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0007]所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3% 的鋁。
[0008]一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈制造方法:
[0009]確定和設計復合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)及材料的化學成分:復合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層和外層構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)；內(nèi)層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5% 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3% 的銅、0.03-0.05% 的鋯、0.1-0.5% 的錫、0.5-1.2%的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0010]進行復合離心澆鑄:用中頻感應爐或電弧爐熔煉上述的含鉻鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開澆時模溫為220?280°C，含鉻鎢合金鑄鐵的開澆溫度為1350?1450°C恒溫澆鑄，含鉻鎢合金鑄鐵澆入加入保護渣，然后澆完全部含鉻鎢合金鑄鐵；保溫15-30分鐘后，恒溫勻速冷卻，冷卻速度不超過8°C /秒；待其表面溫度冷卻到850?1000°C后饒入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開饒溫度為1300?1400 C ;待球墨鑄鐵完全凝固后停機；
[0011]進行熱處理:將上述制得的復合輥圈脫模，隨后以3-5 °C /秒勻速風冷至550°C -600°C后保溫0.5-1小時后風冷至350?450°C，進行淬火液恒溫淬火處理，然后放入預熱到350?450°C的回火爐中，升溫至380?500°C，并保持4小時，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案生產(chǎn)的鑄鐵合金能夠解決高抗磨性與高強韌性的矛盾問題，提高了應用該合金的產(chǎn)品質(zhì)量。
【具體實施方式】
[0014]一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈，包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8% 的鉻、0.5-1.0% 的鎢、2.5-3.5% 的碳、0.3-0.5 % 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3 % 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、0.5-1.2 % 的錳、0.3-0.5 % 的硼、
1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0015]所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3% 的鋁。
[0016]高抗磨性鑄鐵合金輥圈的制造方法為:
[0017]確定和設計復合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)及材料的化學成分:復合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層和外層構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)；內(nèi)層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5% 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3% 的銅、0.03-0.05% 的鋯、0.1-0.5% 的錫、0.5-1.2%的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0018]進行復合離心澆鑄:用中頻感應爐或電弧爐熔煉上述的含鉻鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開澆時模溫為220?280°C，含鉻鎢合金鑄鐵的開澆溫度為1350?1450°C恒溫澆鑄，含鉻鎢合金鑄鐵澆入加入保護渣，然后澆完全部含鉻鎢合金鑄鐵；保溫15-30分鐘后，恒溫勻速冷卻，冷卻速度不超過8°C /秒；待其表面溫度冷卻到850?1000°C后饒入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開饒溫度為1300?1400 C ;待球墨鑄鐵完全凝固后停機；
[0019]進行熱處理:將上述制得的復合輥圈脫模，隨后以3-5 °C /秒勻速風冷至5500C -600°C后保溫0.5-1小時后風冷至350?450°C，進行淬火液恒溫淬火處理，然后放入預熱到350?450°C的回火爐中，升溫至380?500°C，并保持4小時，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
[0020]所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3% 的鋁。
[0021]實施例1
[0022]含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，8%的鉻、1.0%的鎢、3.5%的碳、0.3%的鎂、0.01%的鈧、0.2%的銅、0.03%的鋯、0.1%的錫、1.2%的錳、0.5%的硼、1.8%的硅、0.08 %的鈰和鑭稀土，0.1 %的釩及0.3 %的鋁，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0023]實施例2
[0024]含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5%的鉻、0.5%的鎢、2.5%的碳、0.5%的鎂、0.03%的鈧、0.3%的銅、0.05%的鋯、0.5%的錫、0.5%的錳、0.3%的硼、1.5%的硅、0.05%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0025]實施例3
[0026]含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，6.5%的鉻、0.8%的鎢、3.0%的碳、
0.44 % 的鎂、0.018% 的鈧、0.23 % 的銅、0.037 % 的鋯、0.22 % 的錫、1.0 % 的錳、0.35 % 的硼、1.6%的硅、0.06%的鈰和鑭稀土、0.085%的釩及0.15%的鋁，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
【主權(quán)項】
1.一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈，其特征在于:包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5%的鎂、0.01-0.03 % 的鈧、0.2-0.3 % 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、0.5-1.2 % 的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗磨性鑄鐵合金輥圈，其特征在于:含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1%的釩及0.1-0.3%的鋁。
3.一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈制造方法，其特征在于: 確定和設計復合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)及材料的化學成分:復合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層和外層構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)；內(nèi)層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5 % 的鎂、0.01-0.03 % 的鈧、0.2-0.3 % 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、0.5-1.2%的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)； 進行復合離心澆鑄:用中頻感應爐或電弧爐熔煉上述的含鉻鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開澆時模溫為220?280 °C，含鉻鎢合金鑄鐵的開澆溫度為1350?1450°C恒溫澆鑄，含鉻鎢合金鑄鐵澆入加入保護渣，然后澆完全部含鉻鎢合金鑄鐵；保溫15-30分鐘后，恒溫勻速冷卻，冷卻速度不超過8°C /秒；待其表面溫度冷卻到850?1000°C后饒入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開饒溫度為1300?1400 C ;待球墨鑄鐵完全凝固后停機； 進行熱處理:將上述制得的復合輥圈脫模，隨后以3-5°C /秒勻速風冷至550°C -600°C后保溫0.5-1小時后風冷至350?450°C，進行淬火液恒溫淬火處理，然后放入預熱到350?450°C的回火爐中，升溫至380?500°C，并保持4小時，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高抗磨性鑄鐵合金輥圈制造方法，其特征在于:所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3%的鋁。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈及制造方法，包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；通過復合離心澆鑄及熱處理得到高抗磨性鑄鐵合金輥圈。本發(fā)明的技術(shù)方案生產(chǎn)的鑄鐵合金能夠解決高抗磨性與高強韌性的矛盾問題，提高了應用該合金的產(chǎn)品質(zhì)量。
【IPC分類】C21D1-20, B02C4-30, C22C37-10, C21D5-00, B22D13-00, B22D19-16
【公開號】CN104532110
【申請?zhí)枴緾N201410745802
【發(fā)明人】薛亞紅
【申請人】薛亞紅
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月8日