專利名稱：一種襯板用高硼鑄鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄鋼，特別是一種硼元素含量較高，可用于球磨機襯板上，具有良好耐磨性能得鑄鋼。
背景技術(shù)：
材料磨損是材料破壞的三大形式之一，造成的經(jīng)濟損失相當驚人。據(jù)統(tǒng)計，由磨損造成的經(jīng)濟損失，美國約500億美元/年，德國約300億馬克/年。我國每年因磨損造成球磨機磨球消耗近230萬噸，球磨機和各種破碎機襯板消耗近50萬噸。磨損是冶金、礦山、機械、電力、煤炭、石油、交通、軍工等許多工業(yè)部門普遍存在并成為引起設(shè)備失效或材料破壞的一個重要原因，也是造成經(jīng)濟損失最多的問題之一。
高錳鋼是一種應用廣泛的耐磨材料，它的最大特點是高韌性(Akv > 150J)和具有高沖擊作用下得硬化能力，但在中、小型球磨機襯板的工況下，由于沖擊作用不夠強烈，不能充分發(fā)揮其加工硬化的特性，其耐磨性在很大程度上受到抑制。低、中合金耐磨鋼是以硅、錳為基礎(chǔ)，加入鉻、鉬以及其它微量元素而發(fā)展起來的。其合金系統(tǒng)由成分簡單的單一錳系、硅系、鉻系、鉻錳系到成分復雜的鉻、錳、硅、鉬及其他微量元素的多元復合系統(tǒng)。低、 中合金耐磨鋼具有較好的強韌性，低、中沖擊載荷下的耐磨性優(yōu)于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的不足，耐磨性較差。鎳硬鑄鐵的高鉻白口鑄鐵具有高硬度和優(yōu)異的耐磨性，但含有較多鎳、鉻等合金元素，生產(chǎn)成本高，而且其組織結(jié)構(gòu)中含有較多碳化物，脆性大，襯板使用中易剝落甚至斷裂，安全性差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不含鉬、鎳高價元素，以低價硼為主要合金元素，可制造球磨機襯板等抗磨部件的高強度耐磨鑄鋼。
為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是為所述鑄鋼的化學成分及其質(zhì)量百分比為C < 0. 4 ；Si 0. 40-0. 8 ；Mn 0. 5-1. 2 ； Cr 0. 5-1. 2 ；B 1. 2-3. 0 ;Re < 0. 2 ;V < 0. 1 ； Ti < 0. 1。
所述鑄鋼經(jīng)熱處理前，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由鐵素體、珠光體、馬氏體和共晶硼化物組成。先進行950-980°C X2h+水冷的淬火工藝，再在200-250°C X4h+空冷回火處理，其顯微組織是板條馬氏體，硬度大于58HRC，沖擊韌性大于12J/cm2，淬透層深度大于 40mm ο
本發(fā)明的有益效果解決了高錳鋼備件使用壽命短、更換頻繁和高鉻鑄鐵及普通合金鑄鋼備件韌性低、脆性大以及使用中易破斷的難題。提供了一種以廉價硼為主要合金元素低成本、高強度、高耐磨合金鑄鋼。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種不含鉬、鎳高價元素，以低價硼為主要合金元素，可制造球磨機襯板等抗磨部件的耐磨鑄鋼，其所述鑄鋼的化學成分及其質(zhì)量百分比為C :< 0. 4 ；Si 0. 40-0. 8 ；Mn 0. 5-1. 2 ； Cr 0. 5-1. 2 ；B 1. 2-3. 0 ；Re < 0. 2 ；V < 0. 1 ；Ti < 0. 1。其中，各合金所具有的主要功能為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，而塑性和韌性指標降低； 硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低塑性和韌性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性； 鉻(Cr)降低鋼的導熱性，提高鋼的耐磨性；硼(B)硼元素作為微量元素加入鋼中，能顯著提高鋼的淬透性，另外，硼與鈦復合加入鋼中，可形成細小的TB2，改善鑄鋼的強度和耐磨性；錸(Re) = Re加入鋼中具有脫硫、除氣的作用，并能改變硫化夾雜物的形態(tài)以減輕其在鑄鋼件中的危害，同時錸與液態(tài)金屬反應生成的細小粒子，具有加速凝固的形核作用，提高鋼水純凈度，限制枝晶偏析，提高鋼的沖擊韌性；釩(V):V和鋼中的C，N，0都有極強的親和力，與之形成相應的極為穩(wěn)定的化合物，這些化合物微?？勺鳛樾孪嗟慕Y(jié)晶核心，因此，V元素有明顯的細化晶粒作用；鈦(Ti):明顯細化鑄鋼晶粒，減少枝晶偏析，提高鋼的強度和韌性，改善鋼的耐磨性。
本發(fā)明的襯板用高硼耐磨鑄鋼，先進行950-980°C X 2h+水冷的淬火工藝，再在 200-2500C X4h+空冷回火處理，其顯微組織是板條馬氏體，硬度大于58HRC，沖擊韌性大于 12J/cm2,淬透層深度大于40mm。
通過上述合金技術(shù)方案的揭示可見，本發(fā)明中合金鋼具有高強度、高耐磨、低成本等特點，特別適合用作球磨機襯板等抗磨部件。
本發(fā)明所揭示的實施例，將通過權(quán)利要求得到體現(xiàn)和保護，任何根據(jù)本發(fā)明中所得到的啟示，均落入本發(fā)明所保護的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種襯板用高硼鑄鋼，其特征在于，其所述鑄鋼的化學成分及其質(zhì)量百分比為C:<0. 4 ；Si 0. 40-0. 8 ；Mn 0. 5-1. 2 ；Cr 0. 5-1. 2 ；B 1. 2-3. 0 ；Re < 0. 2 ;V < 0. 1 ；Ti <0. 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯板用高硼鑄鋼，其特征在于所述鑄鋼經(jīng)熱處理后，其硬度大于58HRC，沖擊韌性大于12J/cm2，淬透層深度大于40mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襯板用高硼鑄鋼，其特征在于所述熱處理工藝過程為所述鑄鋼先進行950-980°C X2h+水冷的淬火工藝，再在200-250°C X4h+空冷回火處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的襯板用高硼鑄鋼，其特征在于所述鑄鋼的鑄態(tài)組織是亞共晶組織，由鐵素體、珠光體、馬氏體和共晶硼化物組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無鉬鎳高強度耐磨鑄鋼，其特征在于所述鑄鋼經(jīng)熱處理后，其顯微組織是板條馬氏體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以低價硼為主要合金元素，可制造球磨機襯板的高硼耐磨鑄鋼，其所述鑄鋼的化學成分及其質(zhì)量百分比為C＜0.4；Si0.40-0.8；Mn0.5-1.2；Cr0.5-1.2；B1.2-3.0；Re＜0.2；V＜0.1；Ti＜0.1，所述鑄鋼先進行950-980℃×2h+水冷的淬火工藝，再在200-250℃×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40mm。
文檔編號C21D1/18GK102517504SQ201110424250
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者郭凱成 申請人:張家港市鼎力鑄鋼有限公司