專利名稱：一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，特別適用于機(jī)械制造高抗磨、高抗沖擊、強(qiáng)韌性、易焊接的特種金屬材料產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
隨著材料科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)現(xiàn)用高錳鑄鋼的認(rèn)識(shí)也日益清晰。長(zhǎng)期的使用中發(fā)現(xiàn)，這類材料鑄鋼件在使用中并不耐磨，使用壽命不理想，更換率很高，而且更換一次又蒙受停產(chǎn)損失，所以有待改進(jìn)。于是，眾多企業(yè)極希望高抗磨特種金屬材料鑄鋼件的出現(xiàn)和供給。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，有效的增加鑄件高抗磨、高抗沖擊、強(qiáng)韌性、易焊接性，提高使用壽命。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，其特征是由廢鋼、Cr-Fe, Mn-Fe, Mo-Fe三個(gè)以上的鐵合金組成，經(jīng)選料、熔煉精煉、消失模負(fù)壓生產(chǎn)線鑄造鑄件、鑄件水韌處理工藝制備，高抗磨鋼的配料成分成分質(zhì)量百分比為廢鋼碳鋼40-60%，廢鋼合金鋼 35-45%, Cr-Fe 10-20%, Mn-Fe 5-9%, Mo-Fe 1-5%, Al O. 5-1%,Ni-Fe O. 5-1%，稀土 O. 01—O. 08%，W-Fe、V-Fe 微量。所述熔煉精煉エ藝是配料一裝料一15001750°C熔清一煉渣底渣脫磷脫硫、扒渣一第一次打樣、化驗(yàn)一調(diào)成分一煉渣“電石渣”轉(zhuǎn)化為“白渣”一控制C、Mn、P三個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)一扒渣一第二次打樣、化驗(yàn)一成分微調(diào)一提溫出鋼溫度控制在15501650°C—在包內(nèi)沖入高效稀土變質(zhì)劑進(jìn)行孕育處理一往包內(nèi)撒入適量保溫聚渣復(fù)蓋劑，鎮(zhèn)靜4-6分鐘、扒渣一鐵水澆鑄溫度控制在1480-1550°C。所述消失模負(fù)壓生產(chǎn)線鑄造鑄件、鑄件水韌處理工藝，消失模鑄造エ藝是把涂有耐火材料涂層的泡沫塑料模樣放入砂箱，模樣四周用干砂充填堅(jiān)實(shí)，鐵水澆鑄溫度控制在1480-1550°C，澆鑄時(shí)高溫鋼液使其熱解消失，并占據(jù)泡沫塑料模樣所退出的空間而獲得鑄件，質(zhì)量控制以“結(jié)膜秒”為操作控制指標(biāo)，“結(jié)膜秒”指澆注結(jié)束后，冒ロ鋼液開始結(jié)膜的時(shí)間3 5秒，鑄件的水韌處理鑄件溫度800°C——1080°C，控制鑄件出爐至入水的時(shí)間為10秒以內(nèi)，水溫低于35°C的循環(huán)水。本發(fā)明達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，材料成分的改進(jìn)，保證該鋼實(shí)現(xiàn)誘發(fā)馬氏體相變的關(guān)鍵因素，確保產(chǎn)品的合格率> 90%，熔煉中煉渣底渣脫磷脫硫，使P含量降至O. 08%左右，大減少了鋳造裂紋和熱處理裂紋出現(xiàn)的幾率，采用先進(jìn)的消失模負(fù)壓生產(chǎn)線鑄造產(chǎn)品，鑄件精度高，鑄件的水韌處理有效的增加鑄件高抗磨、高抗沖擊、強(qiáng)韌性，從而提高使用壽命O


結(jié)合附圖進(jìn)ー步描述圖I是ー種高抗磨特種金屬材料鑄鋼與ZGMnl3的沖擊載荷(J/cm2)與抗沖擊磨料磨損耐磨性(gl之間的關(guān)系圖，圖中I、高抗磨特種金屬材料鑄鋼(簡(jiǎn)稱NMHA材料)2、ZGMnl3 (鑄鋼錳 I3)材料耐磨性ε的含義沖擊磨料磨損后試樣失重(g)的倒數(shù)(g—1)，即ε = I/ΔG(g_1), AG = GO-G, GO為試驗(yàn)前試樣重量(g), G為試驗(yàn)試樣后的重量(g), AG為失重(g)，沖擊能量為單位截面積的沖擊能量，以J/cm2表示。由附圖可知，在同等沖擊磨料磨損エ況條件下，NMHA材料的耐磨性高于ZGMnl3，并且沖擊載荷愈小，其差值愈大。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)方案，發(fā)明人給出三個(gè)實(shí)施例，實(shí)施ー種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法。實(shí)施例I發(fā)明人實(shí)施ー種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，試用澆鑄產(chǎn)品煤礦選 煤廠的主洗車間旋流器底流箱4m2、排矸溜槽4m2，各ー噸；熔煉設(shè)備采用西安動(dòng)化實(shí)業(yè)有 限公司生產(chǎn)的GWJ3. 0-1500/0. 5中頻熔煉爐2臺(tái)，該爐使用性能穩(wěn)定可靠，堿性爐襯。除此之外，還配備了相應(yīng)的4噸鋼液中間大包和供澆注用的澆包若干；配料成分成分質(zhì)量百分比為廢鋼碳鋼47%，廢鋼合金鋼35%，Cr_FelO%，Mn-Fe5%, Mo-Fe 1%, Al O. 5%, Ni-Fe O. 6%，稀土 O. 03%，W-FeO. 8%，其余 V-Fe ;熔煉精煉エ藝是按上述比例配料一裝料(脫磷脫硫劑放在底部)一1580°C熔清一煉渣底渣脫磷脫硫、扒渣一第一次打樣、化驗(yàn)一調(diào)成分一煉渣“電石渣”轉(zhuǎn)化為“白渣”一控制化驗(yàn)C、Mn、P三個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)一扒渣一第二次打樣、化驗(yàn)一成分微調(diào)一提溫出鋼溫度控制在1600°C—在包內(nèi)沖入高效稀土變質(zhì)劑進(jìn)行孕育處理一往包內(nèi)撒入適量保溫聚渣復(fù)蓋劑，鎮(zhèn)靜4-6分鐘、扒渣一鐵水澆鑄溫度控制在1500°C，進(jìn)入消失模負(fù)壓生產(chǎn)線鑄造鑄件、鑄件水韌處理工藝，消失模鑄造エ藝是把涂有耐火材料涂層的泡沫塑料模樣放入砂箱，模樣四周用干砂充填堅(jiān)實(shí)，鐵水澆鑄溫度控制在1500°C，澆鑄時(shí)高溫鋼液使其熱解消失，并占據(jù)泡沫塑料模樣所退出的空間而獲得鑄件，質(zhì)量控制以“結(jié)膜秒”為操作控制指標(biāo)，“結(jié)膜秒”指澆注結(jié)束后，冒ロ鋼液開始結(jié)膜的時(shí)間3 5秒，鑄件的水韌處理鑄件溫度控制在870°C，控制鑄件出爐至入水的時(shí)間為10秒以內(nèi)，水溫低于35°C的循環(huán)水。水韌處理的關(guān)鍵技術(shù)是控制鑄件出爐至入水的時(shí)間為10秒以內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，采用專用可移動(dòng)式夾具和爐前水池的措施保證熱處理質(zhì)量，由金相檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí)。本發(fā)明高抗磨特種金屬材料鑄鋼(NMHA材料)性能與抗磨錳鋼ZGMnl3對(duì)比如下表
權(quán)利要求
1.一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，其特征是由廢鋼、Cr-Fe> Mn-Fe>Mo-Fe三個(gè)以上的鐵合金組成，經(jīng)選料、熔煉精煉、消失模負(fù)壓生產(chǎn)線鑄造鑄件、鑄件水韌處理工藝制備，高抗磨鋼的配料成分成分質(zhì)量百分比為廢鋼碳鋼40-60%，廢鋼合金鋼35-45%, Cr-Fe 10-20%, Mn-Fe 5-9%, Mo-Fe 1-5%, Al O. 5-1%, Ni-Fe 0.5_1%，稀土O.01---O. 08%, ff-Fe, V-Fe 微量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，其特征在于所述熔煉精煉工藝是配料一裝料一150017500C熔清一煉渣底渣脫磷脫硫、扒渣一第一次打樣、化驗(yàn)一調(diào)成分一煉渣“電石渣”轉(zhuǎn)化為“白渣”一控制C、Mn、P三個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)一扒渣一第二次打樣、化驗(yàn)一成分微調(diào)一提溫出鋼溫度控制在1550--160(TC —在包內(nèi)沖入高效稀土變質(zhì)劑進(jìn)行孕育處理一往包內(nèi)撒入適量保溫聚渣復(fù)蓋劑，鎮(zhèn)靜4-6分鐘、扒渣一鐵水澆鑄溫度控制在1480-1550°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，其特征在于所述消失模負(fù)壓生產(chǎn)線鑄造鑄件、鑄件水韌處理工藝，消失模鑄造工藝是把涂有耐火材料涂層的泡沫塑料模樣放入砂箱，模樣四周用干砂充填堅(jiān)實(shí)，鐵水澆鑄溫度控制在1480-15500C，澆鑄時(shí)高溫鋼液使其熱解消失，并占據(jù)泡沫塑料模樣所退出的空間而獲得鑄件，質(zhì)量控制以“結(jié)膜秒”為操作控制指標(biāo)，“結(jié)膜秒”指澆注結(jié)束后，冒口鋼液開始結(jié)膜的時(shí)間3 5秒，鑄件的水韌處理鑄件溫度800°C——1080°C，控制鑄件出爐至入水的時(shí)間為10秒以內(nèi)，水溫低于35°C的循環(huán)水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高抗磨特種金屬材料鑄鋼及其制造方法，其特征是由廢鋼、Cr-Fe、Mn-Fe、Mo-Fe三個(gè)以上的鐵合金組成，經(jīng)選料、熔煉精煉、消失模負(fù)壓生產(chǎn)線鑄造鑄件、鑄件水韌處理工藝制備，高抗磨鋼的配料成分成分質(zhì)量百分比為廢鋼碳鋼40-60％，廢鋼合金鋼35-45％，Cr-Fe 10-20％，Mn-Fe 5-9％，Mo-Fe 1-5％，Al 0.5-1％，Ni-Fe 0.5-1％，稀土0.01-0.08％，W-Fe、V-Fe微量，耐磨性和使用壽命比原ZGMn13材料提高30倍以上。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102851565SQ201210109510
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者白松浩 申請(qǐng)人:白松浩