專利名稱：：無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件及其熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬耐磨材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件及其熱處理方法。
背景技術(shù)：
：磨損是冶金、礦山、電力、機(jī)械、石油、化工、建材和軍工等部門普遍存在的材料失效形式，開發(fā)新型耐磨材料以滿足上述部門的需求，一直是材料研究者不斷關(guān)注的^果題。中國發(fā)明專利CN1150979公開了一種高^^抗磨鑄鋼，其化學(xué)成分及重量百分含量如下C:1.2-2.5wt%，Mr^0.6wt%,Si^0.6wt%，Cr:11.5-13,5wt%，Mo:0.7-1.2wt%，Cu:0.5-1.0wt%,V:3.5-4.5wt%,Re:0.03-0.05wt%,S:S0.06wt%,PS0.06wt%，其余為Fe,它具有高硬度的同時，也具有較高的強(qiáng)度和韌性，它應(yīng)用范圍廣泛，比傳統(tǒng)耐磨材料其4吏用壽命有較大幅度提高，應(yīng)用于特硬礦石的粉碎效果更加明顯；由于含有較多的價格昂貴的V(釩)、Mo(鉬)等元素，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品市場竟?fàn)幜θ酢Ｖ袊l(fā)明專利CN1851026還公開了一種高鉻鑄鋼磨球及制備方法，其重量百分含量如下C:1.0-1.6wt%，Si:0.5-1.0wt%，Mn:0.5-1.0wt%，Cr:10-18wt%，Re:0.03-0.iwt%,Al:0.03-0.1wt%，Mo:1.0-3.0wt%,Ni:1.0-2.0wt%,V:0.3-1.0wt%，P:50.03wt%,S:50.03wt%,余量為4失及不可避免的雜質(zhì)元素，澆鑄成型后，經(jīng)卯0-950。C二次淬火處理，再經(jīng)400-450。C二次回火處理，它具有硬度高(HRc^61)、韌性好(ak^lOJ/cm2)、抗拉強(qiáng)度高((yb2800MPa)，有效降低了磨球破球率，降低了磨球單位磨耗；由于含有加工昂貴的Ni(鎳)、Mo(鉬)元素以及含有較多的Cr(4各)，同樣存在生產(chǎn)成本高的不足。專利RU2303077-C1也^^開了一種耐磨鋼，其重量百分含量如下C:0.30-0.35wt%,Si:0.30-0.50wt%，Mn:0.80-1.20wt%,Cr:0.95-1.40wt%,Mo:0.20-0.30wt%,Ni:0.80-1.10wt%，Cu:<0.30wt%,V:0.10-0.15wt%，Ca:0.005-0.01wt%，Ce:0.005-0.01wt%,Al:0.03-0.06wt%，余量為Fe,由于含有價格昂貴的鎳、鉬合金元素，同樣存在生產(chǎn)成本高的不足。專利RU2303076-C1還公開了一種耐磨鋼，其重量百分含量如下C:0.38-0.45wt%，Si:0.40-0.50wt%，Mn:0.80-1.20wt%,Cr:2.00-2.50wt%,Mo:0.20-0.30wt%，Ni:1.30-1.60wt%，Cu:<0.30wt%,V:0.10-0.15wt%，Ca:0.005-0.01wt%,Ce:0.005-0.01wt%,Al:0.03-0.06wt%,余量為Fe,由于含有價格昂貴的鎳、鉬合金元素，同樣存在生產(chǎn)成本高的不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件及其熱處理方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的耐磨鋼因含有鉬、鎳而導(dǎo)致生產(chǎn)成本高的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件，包括如下質(zhì)量百分比的成分C:0.35-0.65wt%，Cr:5.0-7.0wt°/o,B:0.003-0.006wt%,Si:0.2-0.5wt%,Mn:0.8-1.0wt°/o,Y:0.03-0.08wt%，Ti:0.05-0.15wt%，V:0.04-0.08wt%,N:0.02-0.05wt%，S:<0,04wt0/。，P:<0.05wt%,余量為Fe。本發(fā)明的另一目的在于提供一種如前所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，包括如下步驟①將廢鋼、生鐵、4各鐵、硅鐵和錳鐵混合加熱熔化；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1590-1620。C，進(jìn)行脫氧處理，然后出爐；③將釔基稀土、鈥鐵、硼鐵和釩氮合金破碎至粒度小于12mm的小塊，5經(jīng)220。C以下溫度烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④鑄件采用砂型鑄造，鋼水澆鑄溫度為1460-1480。C;⑤將澆注成型后的鑄件隨爐加熱至1000-1050。C并保溫一段時間，然后將鑄件分別在油溫不同的淬火油中淬火冷卻，最后將鑄件置于保溫坑或保溫爐中緩冷；⑥將淬火后的鑄件進(jìn)行回火處理。具體地，所述步驟②所采用的脫氧處理方法具體為用硅-釣合金預(yù)脫氧，用鋁終脫氧。所迷硅-釣合金加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.15%~0.30%,所述鋁加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.10%~0.15%。所述步驟⑤中鑄件的保溫時間為4-6小時，然后將鑄件在20-35。C的低溫淬火油中淬火并在該低溫淬火油中冷卻，其中鑄件與該低溫淬火油的質(zhì)量比為1:(12-15);接著將鑄件在100-120。C的高溫淬火油中淬火并在該高溫淬火油中冷卻，其中鑄件與該高溫淬火油的質(zhì)量比為1:(8-10)。所述鑄件在20-35。C的低溫淬火油中的冷卻時間為8-10分鐘；所述鑄件在100-12CTC的高溫淬火油中的冷卻時間為30-35分鐘。所述步驟⑥中的回火處理的溫度為300-350°C，回火加熱時的升溫速度為80-12(TC/小時，保溫時間8-10小時，然后將鑄件冷卻。所述冷卻方式具體為先將4^f牛爐冷至180°C，然后在空氣中冷卻至室溫。本發(fā)明所述提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件利用電爐便可生產(chǎn)，采用砂型鑄造；本發(fā)明采用油溫不同的兩種油進(jìn)行分級淬火，使鑄鋼淬透層深度超過60mm,硬度高、硬度均勻性好，且熱處理時不會出現(xiàn)裂紋；鑄鋼中不含鎳、鉬等昂貴合金元素，原材料來源豐富，生產(chǎn)成本^f氐廉，具有纟艮好的經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明目的是在中,友鑄鋼中，加入適量鉻和微量硼，用于改善材料淬透性；加入少量鈦鐵和釩氮合金，用于細(xì)化凝固組織；加入少量釔基稀土，用于細(xì)化凝固組織，并改善夾雜物形態(tài)和分布；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改善組織和提高材料性能熱處理，最后獲得馬氏體基體上加孤立分布碳化物的顯微組織，使無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼具有優(yōu)異的耐磨性；此外，中鉻耐磨鑄鋼中不含價格昂貴的鉬、鎳等合金元素，具有較低的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)一種無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件，包括如下重量百分比的成分C:0.35-0.65wt%,Cr:5.0-7.0wt%,B:0.003-0.006wt%,Si:0.2-0.5wt%，Mn:0.8-1.0wt%，Y:0.03-0.08wt%,Ti:0.05-0.15wt%,V:0.04-0.08wt%,N:0.02-0,05wt%，S:<0.04wt%，P:<0.05wt%,余量為Fe。本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的各組分具體實(shí)施例如下:\組V施\例\cCrBSiMnYTiVNSP~1Fe一0.355.0O扁0.20.80.080.150,0800.050.0390.04993.199二0.3655.]0.003150.2150.810.07750.1450.0780,0490.03850.04893.07085三0.385.20.00330.230.820.0750.140.0760.04750.0370.04692.9752四0.3955.30.003450.2450.830.07250.1350,0740.0460.03550.04492.81955五0.415.40扁60.260.840.070.130.0720.04450.0340.04292.6939六0.425"0扁750.2750.850.06750.1250.070.0430.03250.0492.56825七0.445.60扁90.290.860.0650.12O細(xì)0.04150.0310.03892.4426八0,4555.70細(xì)050.3050.870.06250.1150.0660.03950.02950駕92.31745九0.475.80.00420,320.880.060.110.0640.0380.0280.03492.1918十0.4855.90細(xì)350.3350.890.05750.1050.0620.03650.02650.03292.06615十一0.506.00據(jù)50.350.900.0550.100.060.0350.0250.0391.9405十二0.5156.10細(xì)650.3650.910.05250.0950.0580.03350.02350.02891.81485十三0.536.20.00480.380.920.050.090.0560.0320.0220.02691.6892十四0.5456.30.004950.3950.930.04750.0850.0540.03050.02050.02491.56355十五0.566.40.005100.410.940.0450.080.0520.0290,0190.02291.4379十六0.5756.50.005250.4250.950.04250.0750.050.02750.01750.0291.31225十七0.596.60.00540.440.960.040.070.0480扁0.0160.01891.1866十八0.6056.70.005550.4550.970.03750.0650.0460.02450.01450馬91細(xì)95十九0.626.80.00570.470.980.0350.060.0440,02300.0130.01490.9353二十0.6356.90.005850.4850.990.03250.0550.0420.02150.01150.01290.80965二十0.657.00.0060.50.00.030.050.040.020.010.0190.684二十0.657.00.0060.51.00.080.150.080.050.040.0590.394合金材質(zhì)的性能是由金相組織決定的，而一定的組織取決于化學(xué)成分及熱處理工藝，本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的化學(xué)成分是這樣確定的C:C是影響鋼淬透性的最主要元素，對鋼的組織和力學(xué)性能的影響十分明顯。在其它元素確定的前提下，含C量較低時(<0.3%),其淬火后的顯微組織為板條馬氏體+殘余奧氏體，或板條馬氏體+貝氏體+殘余奧氏體；隨著碳含量增加，淬火組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡[針馬氏體+殘余奧氏體+^^化物，或隱針馬氏體+殘余奧氏體+貝氏體+碳化物。從力學(xué)性能來看，隨著C含量的增加，強(qiáng)度、硬度不斷提高，因而抵抗切削及犁溝的能力增加，耐磨性提高。然而，隨著C含量的進(jìn)一步增加，硬度越來越高，塑性及韌性變差。若C含量過低，則淬透性和淬硬性低，耐磨性差，且C含量過低時使熔點(diǎn)升高，流動性下降，鑄造性能惡化，因此C質(zhì)量百分含量以0.35-0.65wt。/。為宜。Cr:Cr部分溶于基體中，能提高鋼的淬透性、增加鋼的回火穩(wěn)定性，部分形成碳化物，有利于耐磨性的增加，Cr含量過高，碳化物數(shù)量增加，鑄鋼脆性增大，Cr含量過低，鑄鋼淬透性差，高硬度抗磨碳化物數(shù)量少，鑄鋼耐磨性差，8因此Cr質(zhì)量百分含量以5.0-7.0wt。/。為宜。B:鋼中適量地加入B可明顯提高鋼的淬透性，但在淬火加熱時，B能促使晶粒長大，降低鋼的力學(xué)性能；為避免晶粒長大，在加入硼的同時，還需加入適量稀土元素，因此B質(zhì)量百分含量以0.003-0.006wt。/。為宜。Si和Mn:鋼中加入適量的Si和Mn具有良好的脫氧作用，而且加入Mn可明顯改善鋼的淬透性，但Si和Mn的加入易使鑄鋼出現(xiàn)回火脆性，因此將Si含量控制在0.2-0.5wt%,Mn含量控制在0.8-1.0wt%。Y:鋼中加入稀土可以起到細(xì)化、凈化、合金化的作用，使鋼的各項(xiàng)性能有所提高，稀土的加入，還可改善夾雜物形態(tài)和分布，提高鋼的各項(xiàng)性能指標(biāo)，但稀土加入量過多，反而增加鋼中夾雜物，惡化鋼的性能，因此將Y含量控制在0.03-0.08wte/0。V,Ti和N:鋼中加入少量V，Ti和N,主要是為了細(xì)化凝固組織，改善鋼的力學(xué)性能和耐磨性；另外，V，Ti和N,C形成釩、鈥氮化物及碳化物，可以作為鑄鋼中^^友化物形核核心，促使》友化物細(xì)化和孤立分布，加入量過多，將增加鋼的成本，因此將Ti含量控制在0.05-0.15wt%，V含量控制在0.(M-0.08wt%，N含量控制在0.02-0.05wt%。微量雜質(zhì)是原料中不可避免帶入的，其中主要有P和S，均是有害元素，為了保證鑄鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性，P含量控制在0.05wt。/。以下，S含量控制在0.04wt%以下?！N如前所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，包括如下步驟①將廢鋼、生鐵、鉻鐵、硅鐵和錳鐵混合加熱熔化；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1590-1620°C,進(jìn)行脫氧處理，然后出爐；本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述脫氧處理方法具體為用硅-鈣合金預(yù)脫氧，用鋁終脫氧，其中硅-鈣合金加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.15%~0.30%，鋁加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.10%~0.15%;③將釔基稀土、鈥鐵、硼鐵和釩氮合金破碎至粒度小于12mm的小塊，經(jīng)220。C以下溫度烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④鑄件采用砂型鑄造，鋼水澆鑄溫度為1460-148(TC;⑤將澆注成型后的鑄件隨爐加熱至1000-1050。C并保溫一段時間，然后將鑄件分別在油溫不同的淬火油中淬火冷卻，最后將鑄件置于保溫坑或保溫爐中緩冷；本發(fā)明具體實(shí)施例中，鑄件的保溫時間為4-6小時，然后將鑄件在20-35。C的低溫淬火油中淬火并在該低溫淬火油中冷卻8-10分鐘，其中鑄件與該低溫淬火油的質(zhì)量比為1:(12-15);接著將鑄件在100-120°C的高溫淬火油中淬火并在該高溫淬火油中冷卻30-35分鐘，其中鑄件與該高溫淬火油的質(zhì)量比為1:(8-10);將淬火后的鑄件進(jìn)行回火處理，本發(fā)明具體實(shí)施例中，回火處理的溫度為300-350。C，回火加熱時的升溫速度為80-120。C/小時，保溫時間8-IO小時，然后將鑄件冷卻，具體冷卻方式為先將鑄件爐冷至180°C,然后在空氣中冷卻至室溫。鑄鋼的性能與其熱處理方法有直接關(guān)系，其步驟是首先將鑄件隨爐加熱至1000-1050°C，加熱溫度較低時，高溫奧氏體化時基體中固溶的碳及合金元素數(shù)量少，高溫奧氏體淬透性差，淬火組織中易出現(xiàn)低硬度珠光體，降低鑄鋼耐磨性；而且淬火溫度低時，碳化物形態(tài)變化不明顯。隨著淬火溫度的提高，高溫奧氏體化時基體中固溶的碳及合金元素數(shù)量增加，鑄鋼淬透性明顯提高，且碳化物形態(tài)也不斷改善，有利于改善鑄鋼力學(xué)性能及耐磨性；淬火溫度1000-1050。C時，效果最好。繼續(xù)提高淬火溫度，不僅增加能耗，而且組織粗大，反而降低鑄鋼力學(xué)性能。中鉻鑄鋼中不含鎳、鉬等合金元素，直接空冷淬火，硬度低，淬透性差，導(dǎo)致材料耐磨性較差。由于鑄鋼中含有較多的碳和^洛等元素，直接用水淬或油淬，由于冷卻速度太快，導(dǎo)致鑄件內(nèi)應(yīng)力增大，淬火過程中極易出現(xiàn)裂紋。本發(fā)明先用低溫淬火油對鑄件進(jìn)行快速冷卻，防止出現(xiàn)珠光體轉(zhuǎn)變；另外，為了防止淬火油升溫過快，將鑄件與20-35"C淬火油的質(zhì)量比控制為1:(12-15);在淬火后期，為了防止鑄件因冷卻過快而產(chǎn)生裂紋，將鑄件在油溫100-120°C的淬火油中繼續(xù)冷卻30-35分鐘，并將^^f牛與100-120。C淬火油的質(zhì)量比控制為1:(8-10);然后將鑄件置于保溫坑或保溫爐中緩冷，這樣使淬火組織中既可得到高硬度馬氏體組織，又不會產(chǎn)生淬火裂紋。中鉻鑄鋼淬火后，內(nèi)應(yīng)力大，需要進(jìn)行回火處理，以消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織。鑄件在300-35(TC下進(jìn)^亍回火處理，回火保溫時間8-10小時。回火溫度過4氐或回火保溫時間過短，內(nèi)應(yīng)力去除不明顯，回火溫度過高，硬度明顯下降，降低鑄鋼耐磨性，回火保溫時間過長，既增加能耗，也降低生產(chǎn)效率；回火加熱時的升溫速度過快，回火時易出現(xiàn)裂紋，將升溫速度控制在80_1WC/小時，既不會出現(xiàn)裂紋，也確保了高的生產(chǎn)效率；中鉻鑄鋼鑄件淬火后在300-350。C下進(jìn)行回火處理，回火加熱時的升溫速度為80-120。C/小時，保溫時間8-10小時，回火效果最好。本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件及其熱處理方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)(1)本發(fā)明中鉻耐磨鑄鋼件不含鎳、鉬等貴重合金元素，原材料來源豐富，生產(chǎn)成本低廉；(2)本發(fā)明采用油溫不同的兩種油進(jìn)行分級淬火，使鑄鋼淬透層深度超過60mm，而且硬度高、硬度均勻性好，且熱處理時不會出現(xiàn)裂紋；(3)本發(fā)明中鉻耐磨鑄鋼件硬度達(dá)到58-60HRC，表面硬度差小于1.8HRC,沖擊韌性達(dá)到15-18J/cm2。(4)本發(fā)明中鉻耐磨鑄鋼件具有優(yōu)良的耐磨性，比高錳鋼提高2-4倍，比低合金馬氏體耐磨鋼提高1-1.5倍，比含鎳、鉬的空冷中鉻鑄鋼提高30-80%。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1:用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件，其熱處理方法步驟是①將廢鋼、生鐵、鉻鐵、硅鐵和錳鐵混合加熱熔化；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1592°C,用硅-鈣合金預(yù)脫氧，用鋁終脫氧，而后出爐，其中石圭-鈣合金加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.28%，鋁加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.11%;③將釔基稀土、鈥鐵、硼鐵和釩氮合金破碎至粒度小于12mm的小塊，經(jīng)220。C以下烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④鑄件用砂型鑄造，鋼水澆鑄溫度為1465°C;鑄件隨爐加熱至1030°C，保溫5小時后，先用油溫20-35。C淬火油冷卻9分鐘，其中鑄件與20-35。C淬火油的質(zhì)量比為1:14，隨后將鑄件在油溫100-120。C的淬火油中冷卻32分鐘，其中鑄件與100-120。C淬火油的質(zhì)量比為k9,然后將鑄件置于保溫坑中緩冷；⑥淬火后的鑄件在320。C下進(jìn)行回火處理，回火加熱時的升溫速度為100。C/小時，保溫時間9小時，然后爐冷至180。C后空氣冷卻至室溫。鑄鋼化學(xué)成分見表l,鑄鋼力學(xué)性能見表2。表l:鑄鋼化學(xué)成分(質(zhì)量wt。/。)元素cCrBSiMnY成分0.646.970.0030.240.800.08元素TiVNSPFe成分0.060.070.050.0310.040余量12表2:鑄鋼力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實(shí)施例2:用IOOO公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件，其熱處理方法步驟是①將廢鋼、生鐵、鉻鐵、硅鐵和錳鐵混合加熱熔化；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1619°C,用硅-鈣合金預(yù)脫氧，用鋁終脫氧，而后出爐，其中石圭-鈣合金加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.18%,鋁加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.15%;③將釔基稀土、鈦鐵、硼鐵和釩氮合金破碎至粒度小于12mm的小塊，經(jīng)220。C以下烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④鑄件用砂型鑄造，鋼水澆鑄溫度為1475°C;鑄件隨爐加熱至IOO(TC,保溫6小時后，先用油溫20-3S。C淬火油冷卻10分鐘，其中鑄件與20-35。C淬火油的質(zhì)量比為1:15，隨后將鑄件在油溫100-120。C的淬火油中冷卻30分鐘，其中鑄件與100-120。C淬火油的質(zhì)量比為l:8,然后將鑄件置于保溫爐中緩冷；淬火后的鑄件在30(TC下進(jìn)行回火處理，回火加熱時的升溫速度為120。C/小時，保溫時間IO小時，然后爐冷至180。C后空氣冷卻至室溫。鑄鋼化學(xué)成分見表3，鑄鋼力學(xué)性能見表4。表3鑄鋼化學(xué)成分(質(zhì)量wty。)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表4鑄鋼力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實(shí)施例3:用750公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件，其熱處理方法步驟是①將廢鋼、生鐵、鉻鐵、硅鐵和錳鐵混合加熱熔化；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1604°C，用硅-鈣合金預(yù)脫氧，用鋁終脫氧，而后出爐，其中硅-鈣合金加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.22%,鋁加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.13%;③將釔基稀土、鈦鐵、硼鐵和釩氮合金破碎至粒度小于12mm的小塊，經(jīng)220。C以下烘千后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④鑄件用砂型鑄造，鋼水澆鑄溫度為1462°C;鑄件隨爐加熱至1050°C，保溫4小時后，先用油溫20-35°C淬火油冷卻8分鐘，其中鑄件與20-35。C淬火油的質(zhì)量比為1:12,隨后將鑄件在油溫100-120。C的淬火油中冷卻35分鐘，其中鑄件與100-1WC淬火油的質(zhì)量比為1:10,然后將鑄件置于保溫爐中緩冷；淬火后的鑄件在350。C下進(jìn)行回火處理，回火加熱時的升溫速度為80。C/小時，保溫時間8小時，然后爐冷至180。C后空氣冷卻至室溫。鑄鋼化學(xué)成分見表5，鑄鋼力學(xué)性能見表6。表5鑄鋼化學(xué)成分(質(zhì)量wt%)元素cCrBSiMnY成分0.495.080馬0.380.910.05元素丁iVNSPFe成分0.120.060.040.0300.044余量表6鑄鋼力學(xué)性能硬度/HRC硬度差/HRC沖擊韋刃性/J.cm々59.11.516.7實(shí)施例4:用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件，其熱處理方法步驟是①將廢鋼、生鐵、鉻鐵、硅鐵和錳鐵混合加熱熔化；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1598°C,用硅-鈣合金預(yù)脫氧，用鋁終脫氧，而后出爐，其中硅-鈣合金力口入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.18%，鋁加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.12%;③將釔基稀土、鈦鐵、硼鐵和釩氮合金破碎至粒度小于12mm的小塊，經(jīng)22(TC以下烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④鑄件用砂型鑄造，鋼水澆鑄溫度為1473。C;鑄件隨爐加熱至1035°C，保溫5小時后，先用油溫20-35°C淬火油冷卻9分鐘，其中鑄件與20-35。C淬火油的質(zhì)量比為1:13，隨后將鑄件在油溫100-120。C的淬火油中冷卻32分鐘，其中鑄件與100-120。C淬火油的質(zhì)量比為1:9。然后將鑄件置于保溫坑中緩冷。淬火后的鑄件在320。C下進(jìn)行回火處理，回火加熱時的升溫速度為卯。C/小時，保溫時間9小時，然后爐冷至180。C后空氣冷卻至室溫。鑄鋼化學(xué)成分見表7，鑄鋼力學(xué)性能見表8。15表7鑄鋼化學(xué)成分(質(zhì)量wty。)元素cCrBSiMnY成分0.516.380.0040.280.860.04元素TiVNSPFe成分0.080.070.050.0350.041余量表8鑄鋼力學(xué)性能硬度/HRC硬度差/HRC沖擊韋刃性/J.cnT259.41.217.3取本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件制成的錘頭和村板，分別在錘式破碎機(jī)和03.5m球磨機(jī)上，進(jìn)行裝機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)，前者用于破碎鐵礦石，后者用于研磨火電廠煤粉。結(jié)果顯示，用本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼制造的耐磨鑄件，使用安全，使用中無斷裂、破碎現(xiàn)象出項(xiàng)，使用壽命比普通耐磨鑄件明顯延長，其中在錘式破碎機(jī)上，本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件比高錳鋼錘頭提高2-4倍，在球磨機(jī)上，本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件比低合金馬氏體耐磨鋼襯板提高1-1.5倍，比含鎳、鉬的空冷中鉻鑄鋼襯板提高30-80%,且生產(chǎn)成本比含鎳、鉬的空冷中鉻鑄鋼降低30%以上，與低合金馬氏體耐磨鋼相當(dāng)；本發(fā)明所提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的推廣應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。1權(quán)利要求1、一種無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件，其特征在于包括如下質(zhì)量百分比的成分C0.35-0.65wt％，Cr5.0-7.0wt％，B0.003-0.006wt％，Si0.2-0.5wt％，Mn0.8-1.0wt％，Y0.03-0.08wt％，Ti0.05-0.15wt％，V0.04-0.08wt％，N0.02-0.05wt％，S<0.04wt％，P<0.05wt％，余量為Fe。2、一種如權(quán)利要求1所述的無鉬4臬中4^耐磨鑄鋼件的熱處理方法，其特征在于包括如下步驟①將廢鋼、生鐵、鉻鐵、硅鐵和錳鐵混合加熱熔化；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1590-162(TC,進(jìn)行脫氧處理，然后出爐；③將釔基稀土、鈥鐵、硼鐵和釩氮合金破碎至粒度小于12mm的小塊，經(jīng)220。C以下溫度烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④鑄件采用砂型鑄造，鋼水澆鑄溫度為1460-1480°C;⑤將澆注成型后的鑄件隨爐加熱至1000-1050。C并保溫一段時間，然后將鑄件在油溫不同的兩種淬火油中進(jìn)行分級淬火，最后將鑄件置于保溫坑或保溫爐中緩冷；將淬火后的鑄件進(jìn)行回火處理。3、如權(quán)利要求2所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，其特征在于所述步驟②所采用的脫氧處理方法具體為用硅-鈣合金預(yù)脫氧，用鋁終脫氧。4、如權(quán)利要求3所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，其特征在于所述硅-鈣合金加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.15%~0.30°/。，所述鋁加入量與鋼水質(zhì)量百分比為0.10%-0.15%。5、如權(quán)利要求2所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，其特征在于所述步驟⑤中鑄件的保溫時間為4-6小時，然后將鑄件在20-35。C的低溫淬火油中淬火并在該低溫淬火油中冷卻，其中鑄件與該低溫淬火油的質(zhì)量比為1:(12-15);接著將鑄件在100-12(TC的高溫淬火油中淬火并在該高溫淬火油中冷卻，其中鑄件與該高溫淬火油的質(zhì)量比為1:(8-10)。6、如權(quán)利要求5所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，其特征在于所述鑄件在20-35。C的^氐溫淬火油中的冷卻時間為8-IO分鐘；所述鑄件在100-120°C的高溫淬火油中的冷卻時間為30-35分鐘。7、如權(quán)利要求2所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，其特征在于所述步驟⑥中的回火處理的加熱溫度為300-350°C,回火加熱時的升溫速度為80-120。C/小時，保溫時間8-IO小時，然后將鑄件冷卻。8、如權(quán)利要求7所述的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件的熱處理方法，其特征在于所述冷卻方式具體為先將鑄件爐冷至18(TC，然后在空氣中冷卻至室溫。全文摘要本發(fā)明屬于金屬耐磨材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件及其熱處理方法，該無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件包括如下質(zhì)量百分比的成分C0.35-0.65wt％，Cr5.0-7.0wt％，B0.003-0.006wt％，Si0.2-0.5wt％，Mn0.8-1.0wt％，Y0.03-0.08wt％，Ti0.05-0.15wt％，V0.04-0.08wt％，N0.02-0.05wt％，S＜0.04wt％，P＜0.05wt％，余量為Fe。本發(fā)明所述提供的無鉬鎳中鉻耐磨鑄鋼件利用電爐便可生產(chǎn)，采用砂型鑄造；本發(fā)明采用油溫不同的兩種淬火油進(jìn)行分級淬火，使鑄鋼淬透層深度超過60mm，硬度高、硬度均勻性好，且熱處理時不會出現(xiàn)裂紋；鑄鋼中不含鎳、鉬等昂貴合金元素，原材料來源豐富，生產(chǎn)成本低廉，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。文檔編號C22C38/32GK101487102SQ20091010536公開日2009年7月22日申請日期2009年2月13日優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日發(fā)明者杜建銘,符寒光申請人:深圳大學(xué)