一種含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼及其制備方法
【專利摘要】一種含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼及其制備方法，屬于耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】。先在電爐內(nèi)以廢鋼、高錳鋼廢料、增碳劑、錳鐵、氮化錳鐵、鎢鐵、鉻鐵、釩鐵和金屬鋁為原料，熔煉含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼鋼水，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1520～1550℃時(shí)，出爐入鋼包。將含稀土、鈦、鈮、硼、鉀、鎂等微合金元素的合金線插入鋼包內(nèi)的鋼水中，合金線加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.8～2.5%，合金線直徑將處理后的鋼水澆入鑄型，然后清理澆冒口，并對(duì)鑄件進(jìn)行水韌處理，即可得到耐磨性能優(yōu)異的含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼。
【專利說(shuō)明】一種含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種高錳鋼及其制備方法，特別涉及一種含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼及其制備方法，屬于耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高錳鋼經(jīng)水韌處理后，獲得單一奧氏體組織，在強(qiáng)烈沖擊工況下，奧氏體發(fā)生加工硬化，轉(zhuǎn)變成高硬度馬氏體，使高錳鋼表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性。但是，高錳鋼用做破碎機(jī)顎板、球磨機(jī)襯板、破碎機(jī)錘頭和挖掘機(jī)斗齒等產(chǎn)品，因加工硬化效果不明顯，使高錳鋼優(yōu)異的耐磨性發(fā)揮不出來(lái)。為了提高高錳鋼耐磨性，中國(guó)發(fā)明專利CN1068857公開(kāi)了一種多元合金強(qiáng)韌化高錳鋼，是向高錳鋼中加入稀土、鑰、鈦、鎢等多元合金材料，并經(jīng)強(qiáng)化孕育處理，機(jī)械性能優(yōu)異，屈服強(qiáng)度:430-600兆帕，抗張強(qiáng)度:720-1000兆帕，延伸率:20_51%，硬度180-229HB，沖擊值≥150J/cm2，是用于重要設(shè)備的超級(jí)工程材料，也是軍工和民用高科技工程部件的首選材料，可用于重型機(jī)械、軍用車輛、低溫、核能工程等部門。中國(guó)發(fā)明專利CN101182616還公開(kāi)了一種采用超高錳鋼制作石料分級(jí)用的篩板及其制造方法，首先制作超高錳鋼篩板型砂成型?；蛳＃瑢?3.8~84.5%鐵、14.01~25%錳、0.8~1.6%碳和0.4~3.2%硅熔化為溫度為1350~1600°C的超高錳鋼鋼水，然后注入到超高錳鋼篩板型砂成型?；蛳Ｖ校匀焕鋮s后，由型腔中取出鑄件并打磨掉毛刺，再以每小時(shí)升溫50°C~60°C的幅度連續(xù)升溫到650°C~700°C后，保溫I~2小時(shí)，然后再以每小時(shí)升溫50°C~60°C的幅度升溫至950~1200°C，保溫I~2小時(shí)，出爐后的鑄件立即用強(qiáng)吹風(fēng)加噴水霧快速冷卻，冷卻后的鑄件用滾壓設(shè)備壓平，即得石料分級(jí)用篩板。中國(guó)發(fā)明專利CN1644744還公開(kāi)了一種稀土硼微合金化高錳鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量％ )為:C0.9~
1.6，Mnl3 ~30，B0.0005 ~0.02，Re0.01 ~0.05，Si0.3 ~1.0，Cr < 3，Mo < 2，Ni < 1，Cu < 1，V+Ti+Nb+Zr+N+Al+Ca < 2，S < 0.04，P < 0.07，余量為 Fe ;其工藝過(guò)程包括配料、熔煉、出鋼、加變質(zhì)劑、澆注步驟，該發(fā)明的高錳鋼，其耐磨性比普通高錳鋼提高I倍以上。中國(guó)發(fā)明專利CN101250675還公開(kāi)了一種含鎢高錳鋼，該高錳鋼含有下列質(zhì)量百分比的化學(xué)成分:C:1.05%~1.35%, Si:0.3%~0.9%, Mn:11%~19%，W:0.5%~1.5%,P ^ 0.070%, S ^ 0.045%，余量為Fe。此外，該高錳鋼還可以含有稀土元素RE，其含量為0.01%~0.3%。還可以含有Cr，其含量為1.2%~2.5%。該發(fā)明的含鎢高錳鋼，特別是當(dāng)Mn的含量為16%~19%時(shí)，鎢元素、稀土元素RE和鉻元素的加入，使得整個(gè)高錳鋼比起現(xiàn)有的鋼種具有韌性好，屈服強(qiáng)度高，加工硬化程度高，耐磨性能更好等優(yōu)勢(shì)，從而擴(kuò)大了高錳鋼的應(yīng)用范圍。該發(fā)明的高錳鋼適于制備磨損特別是沖擊磨損工況用的零部件。中國(guó)發(fā)明專利CNlOl 191173還公開(kāi)了一種低硅高錳鋼的冶煉方法，該方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉和精煉，其特點(diǎn)是在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程合金化及頂渣改質(zhì)劑加入順序依次為:錳系合金、鋁合金、頂渣改質(zhì)劑，出鋼后鋼包內(nèi)氧含量最終控制在200~300ppm ;氬站喂鋁線控制鋼中Als含量在0.005%~0.015%之間；精煉工序開(kāi)始首先進(jìn)行鋁合金化處理，使Als在0.01%~
0.02%之間，在搬出前最后一次合金化再進(jìn)行Als成分的調(diào)整。該發(fā)明采用轉(zhuǎn)爐工序弱沸騰出鋼，在氬站喂鋁線調(diào)整鋼中Als含量，在精煉處理前期達(dá)到鋼水完全鎮(zhèn)靜的生產(chǎn)工藝，使轉(zhuǎn)爐內(nèi)Si ( 0.015%的合格率達(dá)到100% J^ANS-OB處理后，成品Si ( 0.020%的合格率達(dá)到100% ;或經(jīng)LF處理后，成品Si≤0.030%的合格率達(dá)到100%。中國(guó)發(fā)明專利CN85103847還公開(kāi)了高錳鋼的爆炸硬化的工藝，已有的爆炸硬化工藝系采用以RDX或PETN為基的橡皮板片炸藥，也有采用以RDX和水膠炸藥混合的可塑性炸藥的，這兩種炸藥的價(jià)格昂貴，并且工序煩瑣或穩(wěn)定性差。該發(fā)明的特征在于:采用專用炸藥，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的高錳鋼鑄件進(jìn)行工藝處理，所使用的炸藥和鋼材表面的親合性好，該工藝簡(jiǎn)便，炸藥的價(jià)格僅約為常用的炸藥的1/20。爆炸一次的表面硬度可達(dá)Rc44，Rc32以上深度約11毫米。中國(guó)發(fā)明專利CN1676651還公開(kāi)了一種用于耐磨鑄件的含鎢高錳鋼，其特征在于，該含鎢高錳鋼含有下列重量比的原料:C:0.95-1.35%,Mn:11.5-14%, S1:0.3-1.0%,Cr:0.2-1.0%,W:0.2-0.6%, Mo:0.2-0.4%, P:≤ 0.07%，余量為鐵。或其中 W 的含量為 3.5-4.2%或0.7-2.0%，且不含Mo。還可以在上述含鎢合金鋼加入稀土元素Re，其含量為0.02-0.15%。經(jīng)模擬零件沖擊彎曲試驗(yàn)、機(jī)械性能試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用試驗(yàn)結(jié)果表明，在高錳鋼中加入W，能明顯提高鋼的強(qiáng)度和韌性。W和其它合金元素配合有良好的綜合作用。含鎢的高錳鋼和普通高錳鋼相比，性能要高出許多。在W，Mo含量相當(dāng)(二份W代一份Mo)的兩種高錳鋼的對(duì)比中，機(jī)械性能和使用壽命都不相上下，而成本大大降低。中國(guó)發(fā)明專利CN1743489還公開(kāi)了一種合金結(jié)構(gòu)鋼特別是高錳鋼的熔煉工藝技術(shù)以及使用該技術(shù)澆注的高錳鋼鑄件。高錳鋼的基本元素為Fe，主要元素為Mn(10% -14% )和C(l% -1.4% )，采用錳鐵、碎電極碳和鋼棒為原料，其特征在于在覆蓋劑的保護(hù)下，首先將錳鐵和碎電極一次性裝入爐內(nèi)，然后再將鋼棒置于錳鐵和和碎電極上，隨即高功率送電熔化，整個(gè)熔化過(guò)程中金屬液始終處于覆蓋劑的保護(hù)之下，不允許攪拌液面。中國(guó)發(fā)明專利CN1851032還公開(kāi)了一種基體為高度奧氏體化高錳鋼、硬質(zhì)相為碳化鈦、具有高硬度和高沖擊韌性的高錳鋼基硬質(zhì)合金，其組成為(30.5~32.5) wt%的鈦、(9.0~10.0) wt%的錳、(2.40~2.80) wt%的鎳、(1.0~2.0) wt%的鑰、(7.8~8.10) wt%的碳和余量的鐵；其制備方法包括按一定重量百分比將碳化鈦粉、鐵粉、錳鐵粉、鎳粉、鑰粉、碳粉配制成原料粉末，控制混合料總碳含量為(7.80~8.10) wt%、錳含量為(9.0~10.0)wt%、鎳含量為(2.40~2.80)wt%、鑰含量為(1.0~2.0)wt%，燒結(jié)溫度在1350°C~1365°C，真空度為≤10Pa，保溫時(shí)間按壓坯最大有效尺寸計(jì)算為每毫米1.5分鐘；該發(fā)明的高錳鋼基硬質(zhì)合金適用于復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的巖層的挖掘，焊接性能良好，電焊焊接裂紋率< 0.5%，使用壽命長(zhǎng)。中國(guó)發(fā)明專利CNlO 1003876還公開(kāi)了一種利用異步軋制提高耐磨高錳鋼耐磨性的方法，包括鑄造高錳鋼，還包括下述步驟:鑄造高錳鋼的化學(xué)成分為C:L I~L 3、Mn:11~14、S1:0.3~0.8、S:< 0.013、P:
<0.027 ;鑄件經(jīng)水韌處理后，其力學(xué)性能為σ b > 700MPa, ε > 15%, ak > 180J/cm2, HB
<250 ;在異步軋機(jī)上，對(duì)板狀鑄件進(jìn)行異步軋制，其力學(xué)性能為σ b > 900MPa, ε > 12%,ak > 120J/cm2，HB < 350 ;用焊接和機(jī)加工的方式，得到合格產(chǎn)品。該發(fā)明不但提高了高錳鋼的初始使用硬度，初期磨損降低，而且使高錳鋼可以在較小的軋制力下加工，使塑性加工比常規(guī)軋制變得容易，并且保留高錳鋼具有高沖擊韌性值的特點(diǎn)。中國(guó)發(fā)明專利CN101020989還公開(kāi)了一種稀土合金化耐磨高錳鋼。特點(diǎn)是:采用高碳、高錳、Cr2、稀土的成份配方，其組成重量的百分比是:C:0.90-1.30，Si:0.30-0.80，Mn:11.00-14.00，Cr:2.00-2.50，RE:
0.30-0.35，S ^ 0.03, 0.06，其余為鐵；該發(fā)明經(jīng)水韌處理使奧氏體的組織均勻化，韌性好，使用中錘頭承受交變應(yīng)力不易斷裂，保安全穩(wěn)定運(yùn)行。錘頭細(xì)碎煤矸石的同時(shí)，由于冷作硬化的結(jié)果，使錘頭表層不斷的產(chǎn)生高硬度的馬氏體組織，耐磨性能好。稀土的加入使鋼的純凈度提高，晶粒細(xì)化、球化、均勻化，使用壽命是引進(jìn)件的6倍以上。中國(guó)發(fā)明專利CN101275175還公開(kāi)了對(duì)高錳鋼進(jìn)行釔基重稀土變質(zhì)處理的方法。首先熔煉廢鋼、加入錳鐵，待爐料全部熔化后，加入螢石和生石灰進(jìn)行除渣，再插入純鋁除氧，然后在1410°C~1460 °C時(shí)出爐充入含有重稀土的鋼包內(nèi)，鎮(zhèn)靜后澆注，最后對(duì)鑄件進(jìn)行水韌處理。由于釔基稀土的加入增加了形核核心和抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，奧氏體晶粒得到細(xì)化，抗拉強(qiáng)度和沖擊朝性提聞。該發(fā)明方法有效解決了聞猛鋼初始磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，使用壽命大大提聞，提聞了其性價(jià)比。中國(guó)發(fā)明專利CN101284305還公開(kāi)了一種高錳鋼鑄件細(xì)晶化鑄造工藝方法，包括:1)鋼水高溫出爐，出爐溫度為1580±20°C，出爐后進(jìn)行爐外吹氬氣、喂絲精煉，嚴(yán)格控制磷、硫含量，P^0.025%, S^0.018%，澆注溫度為1480±20°C ；2)高錳鋼鑄件澆注過(guò)程中，隨金屬液添加重量比為0.5~10%、尺寸為Φ0.5~IOmm的金屬顆粒；3)金屬顆粒從鑄件的澆注系統(tǒng)加入，金屬顆粒預(yù)熱溫度150°C~350°C ；4)鑄件快速澆注，采用底漏包避免夾雜卷入。該發(fā)明在澆注過(guò)程中添加金屬顆粒，降低金屬液的溫度，增加形核質(zhì)點(diǎn)細(xì)化晶粒。從而，解決了高錳鋼鑄件晶粒粗大、疏松、微裂紋等問(wèn)題，生產(chǎn)出了晶粒細(xì)化、強(qiáng)度高的高錳鋼鑄件。中國(guó)發(fā)明專利CN103343290A還公開(kāi)了一種高錳鋼及其制造方法，所述的高錳鋼含有下列質(zhì)量百分比的化學(xué)成分::碳:1.0%~1.5%，錳:15%~20%，硅:0.3%~
0.6%,鉻:1% ~3%,鑰:0.2% ~0.5%,銅:0 ~0.1%，硼:0.001% ~0.005%,稀土:0 ~0.03%,磷< 0.03%，硫< 0.03%，其余為鐵。該發(fā)明的一種高錳鋼制造方法，包括以下步驟:a)準(zhǔn)備工作:選擇廢鋼和廢舊錳鋼作為原材料，配制合適的合金原材料山)造型；c)冶煉；d)澆注:澆注溫度控制在1500°C~1550°C，保溫時(shí)間為3小時(shí)；e)清砂:根據(jù)鑄件大小及厚度來(lái)控制清砂時(shí)間；f)打磨、檢驗(yàn)鑄件尺寸；g)熱處理:升溫到1050°C~1110°C，保溫4小時(shí)；快速出爐進(jìn)行空冷。有 益效果是提高其抗沖擊性及韌性；生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低，市場(chǎng)前景好。
[0003]但是，上述高錳鋼仍存在加工硬化效果差，耐磨性低等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是在普通高速鋼基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高錳含量，同時(shí)加入適量鎢、鉻、釩等合金元素，進(jìn)一步改善高錳鋼耐磨性，在此基礎(chǔ)上，加入稀土、鈦、鈮、硼、鉀、鎂等微合金元素，進(jìn)一步提高高錳鋼強(qiáng)韌性和耐磨性。
[0005]本發(fā)明目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0006]一種含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]①先在電爐內(nèi)以廢鋼、高錳鋼廢料、增碳劑、錳鐵、氮化錳鐵、鎢鐵、鉻鐵、釩鐵和金屬鋁為原料，熔煉含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼鋼水，鋼水中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在:
1.10 ~1.40%C, 16.5 ~18.5%Mn, 0.35 ~0.48%ff, 1.80 ~2.10%Cr, 0.42 ~55%V, 0.03 ~
0.07%N, 0.06 ~0.12%A1,〈0.65%Si,〈0.04%S,〈0.06%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素；當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1520~1550°C時(shí)，出爐入鋼包；
[0008]②當(dāng)鋼水全部進(jìn)入鋼包后，將含稀土、鈦、鈮、硼、鉀、鎂等微合金元素的合金線插入鋼包內(nèi)的鋼水中，合金線加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.8~2.5%，合金線直徑φ4.5~6.0mm，合金線化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:<0.25%C, 2.5~3.5%Ce, 1.2~1.8%Y, 2.0~
3.5%Nb, 4.0 ~5.2%Ti, 3.5 ~4.0%Ca, 2.0 ~2.8%Ba, 6.0 ~7.5%Si, 2.2 ~3.2%A1, 1.0 ~
1.2%B, 1.3 ~1.5%K, 2.5 ~3.0%Mg, 10.0 ~11.5%Mn,〈0.04%S,〈0.06%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素；
[0009]③當(dāng)鋼水溫度降至1360~1390°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，澆注完I~3小時(shí)后，開(kāi)箱
空冷鑄件，清理澆冒口 ；[0010]④最后將上述鑄件隨爐加熱至1060~1080°C，保溫2~4小時(shí)后進(jìn)行水韌處理，即可得到含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn):
[0012]I)本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有良好的加工硬化效果，加工硬化后的硬度可從水韌處理后的180~220HB提高至770~820HV ；
[0013]2)本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有優(yōu)異的耐磨性，相同使用條件下，其耐磨性比普通含鉻高錳鋼(Mnl3Cr2)提高120~150%。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉本發(fā)明材料，具體生產(chǎn)工藝步驟是:
[0017]①先在電爐內(nèi)以廢鋼、高錳鋼廢料、增碳劑、錳鐵、氮化錳鐵、鎢鐵、鉻鐵、釩鐵和金屬鋁為原料，熔煉含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼鋼水，鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在:1.ll%c, 16.56%Mn, O
?47%ff, 1.85%Cr, 0.42%V, 0.04%N, 0.08%A1, 0.48%Si, 0.031%S, 0.055%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素。當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1548°C時(shí)，出爐入鋼包。
[0018]②當(dāng)鋼水全部進(jìn)入鋼包后，將含稀土、鈦、鈮、硼、鉀、鎂等微合金元素的合金線插入鋼包內(nèi)的鋼水中，合金線加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2.5%，合金線直徑Φ6.0mm，合金線化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.18%C, 2.54%Ce, 1.77%Y, 3.49%Nb, 4.01%Ti, 3.52%Ca, 2.76%Ba, 6.08%Si, 3.01%A1, 1.19%B, 1.33%K, 2.98%Mg, 10.17%Mn, 0.026%S, 0.053%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0019]③當(dāng)鋼水溫度降至1387°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，澆注完3小時(shí)后，開(kāi)箱空冷鑄件，
清理澆冒口。
[0020]④最后將上述鑄件隨爐加熱至1060°C，保溫4小時(shí)后進(jìn)行水韌處理，即可得到含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼。
[0021]本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有良好的加工硬化效果，加工硬化后的硬度可從水韌處理后的189HB提高至786HV ;本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有優(yōu)異的耐磨性，相同使用條件下，其耐磨性比普通含鉻高錳鋼(Mnl3Cr2)提高127%。推廣應(yīng)用本發(fā)明材料具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0022]實(shí)施例2:
[0023]在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉本發(fā)明材料，具體生產(chǎn)工藝步驟是:
[0024]①先在電爐內(nèi)以廢鋼、高錳鋼廢料、增碳劑、錳鐵、氮化錳鐵、鎢鐵、鉻鐵、釩鐵和金屬鋁為原料，熔煉含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼鋼水，鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在:1.38%C, 18.47%Mn, O?35%ff, 2.08%Cr, 0.54%V, 0.07%N, 0.11%A1, 0.50%Si, 0.035%S, 0.051%P,余量為 Fe 及不可避
免的雜質(zhì)元素。當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1523°C時(shí)，出爐入鋼包。
[0025]②當(dāng)鋼水全部進(jìn)入鋼包后，將含稀土、鈦、鈮、硼、鉀、鎂等微合金元素的合金線插入鋼包內(nèi)的鋼水中，合金線加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.8%,合金線直徑φ4.5ηιηι，合金線化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.23%C, 3.45%Ce, 1.20%Y, 2.09%Nb, 5.ll%Ti, 3.90%Ca, 2.05%B
a,7.48%Si, 2.24%A1, 1.15%B, 1.45%K, 2.52%Mg, 11.47%Mn, 0.029%S, 0.057%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0026]③當(dāng)鋼水溫度降至1365°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，澆注完I小時(shí)后，開(kāi)箱空冷鑄件，
清理澆冒口。
[0027]④最后將上述鑄件隨爐加熱至1080°C，保溫2小時(shí)后進(jìn)行水韌處理，即可得到含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼。
[0028]本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有良好的加工硬化效果，加工硬化后的硬度可從水韌處理后的214HB提高至815HV ;本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有優(yōu)異的耐磨性，相同使用條件下，其耐磨性比普通含鉻高錳鋼(Mnl3Cr2)提高142%。推廣應(yīng)用本發(fā)明材料具有良好的經(jīng)濟(jì)和社 會(huì)效益。
[0029]實(shí)施例3:
[0030]在1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉本發(fā)明材料，具體生產(chǎn)工藝步驟是:
[0031 ] ①先在電爐內(nèi)以廢鋼、高錳鋼廢料、增碳劑、錳鐵、氮化錳鐵、鎢鐵、鉻鐵、釩鐵和金屬鋁為原料，熔煉含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼鋼水，鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在:1.29%c, 17.80%Mn, O
?41%W, 1.93%Cr, 0.49%V, 0.05%N, 0.09%A1, 0.40%Si, 0.035%S, 0.048%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素。當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1539°C時(shí)，出爐入鋼包。
[0032]②當(dāng)鋼水全部進(jìn)入鋼包后，將含稀土、鈦、鈮、硼、鉀、鎂等微合金元素的合金線插入鋼包內(nèi)的鋼水中，合金線加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2.1%，合金線直徑(p6.0mm兮金線化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.19%C, 2.90%Ce, 1.61%Y, 2.88%Nb, 4.65%Ti, 3.87%Ca, 2.61%B
a,6.80%Si, 2.84%A1, 1.03%B, 1.41%K, 2.68%Mg, 10.71%Mn, 0.037%S, 0.054%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0033]③當(dāng)鋼水溫度降至1376°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，澆注完2小時(shí)后，開(kāi)箱空冷鑄件，
清理澆冒口。
[0034]④最后將上述鑄件隨爐加熱至1070°C，保溫3小時(shí)后進(jìn)行水韌處理，即可得到含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼。
[0035]本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有良好的加工硬化效果，加工硬化后的硬度可從水韌處理后的204HB提高至797HV ;本發(fā)明含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼具有優(yōu)異的耐磨性，相同使用條件下，其耐磨性比普通含鉻高錳鋼(Mnl3Cr2)提高138%。推廣應(yīng)用本發(fā)明材料具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【權(quán)利要求】
1.一種含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: ①先在電爐內(nèi)以廢鋼、高錳鋼廢料、增碳劑、錳鐵、氮化錳鐵、鎢鐵、鉻鐵、釩鐵和金屬鋁為原料，熔煉含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼鋼水，鋼水中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在:1.10~1.40%C, 16.5 ~18.5%Mn，0.35 ~0.48%W, 1.80 ~2.10%Cr, 0.42 ~55%V, 0.03 ~0.07%N, 0.06 ~0.12%A1,〈0.65%Si,〈0.04%S,〈0.06%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素；當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1520~1550°C時(shí)，出爐入鋼包； ②當(dāng)鋼水全部進(jìn)入鋼包后，將含稀土、鈦、鈮、硼、鉀、鎂等微合金元素的合金線插入鋼包內(nèi)的鋼水中，合金線加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.8~2.5%，合金線直徑Φ4.5~6.0mm，合金線化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:<0.25%C, 2.5~3.5%Ce, 1.2~1.8%Y, 2.0~3.5%Nb, 4.0 ~5.2%Ti, 3.5 ~4.0%Ca, 2.0 ~2.8%Ba, 6.0 ~7.5%Si, 2.2 ~3.2%A1, 1.0 ~1.2%B, 1.3 ~1.5%K, 2.5 ~3.0%Mg, 10.0 ~11.5%Mn,〈0.04%S,〈0.06%P,余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)元素； ③當(dāng)鋼水溫度降至1360~1390°C時(shí)，將鋼水澆入鑄型，澆注完I~3小時(shí)后，開(kāi)箱空冷鑄件，清理澆冒口 ； ④最后將上述鑄件隨爐加熱至1060~1080°C，保溫2~4小時(shí)后進(jìn)行水韌處理，即可得到含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼。
2.按照權(quán)利要求1的方法制備得到的一種含鎢-鉻-釩高錳耐磨鋼。
【文檔編號(hào)】C22C38/38GK103789656SQ201410035558
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】符寒光, 符定梅, 雷永平, 李耳 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)