一種高耐磨冷軋輥用合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種高耐磨冷軋輥用合金材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.8-0.9、鎢2.1-2.3、鉬1.2-1.5、釩2.2-2.4、鉻2.1-2.5、鈮0.05-0.10、鑭0.15-0.20、釹0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。本發(fā)明的合金不僅具有高的硬度和耐磨性，還具有好的韌性，能夠抵抗因彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、剪切應(yīng)力引起的開裂和剝落的性能，同時具有高的接觸疲勞強度、高的斷裂韌性和熱沖擊強度，適用于制作冷軋輥。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右。
【專利說明】一種高耐磨冷軋輥用合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種高耐磨冷軋輥用合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]泵閥工作的環(huán)境多樣，惡劣，對材質(zhì)的要求很高，目前泵閥用的合金鋼有多種多樣，技術(shù)有很大進步，但是仍有很多問題存在，如耐磨性、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性等，在很多場合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進一步改進，以提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術(shù)發(fā)展提供保障，為社會發(fā)展提供動力，任務(wù)還很艱巨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高耐磨冷軋輥用合金材料及其制備方法，該合金材料具有高硬度、耐沖擊、耐磨、韌性好的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高耐磨冷軋輥用合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.8-0.9、鎢 2.1-2.3、鑰 1.2-1.5、釩 2.2-2.4、鉻 2.1-2.5、鈮 0.05-0.10、鑭
0.15-0.20、釹 0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0005]所述的高耐磨冷軋輥用合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)、準備生鐵與廢鐵按1:0.5-1比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、Mn、Co ; (2 )鎢、鑭、鑰；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220_230°C /小時速率升溫至750_760°C，再以150-1600C /小時速率降溫至600-610°C，再以220_230°C /小時速率升溫至910_920°C，保溫4-5小時；再以150-160 V /小時速率降溫至600-610 °C，保溫40-50分鐘，再以150-160°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫40-50分鐘；再以150-160°C /小時速率降溫至200-210°C，保溫2-3小時；再以100-110°C /小時速率升溫至330_350°C，保溫40-50分鐘，再以100-110°C /小時速率升溫至500-51 (TC，保溫2_3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-5、黃土 30-40、氧化鎂1_2、硝酸鈉4-5、鈦白粉2-3、鋁礬土 5-7、海泡石粉2-3、玉石粉3_4、秸桿灰燼4_6、硅藻土 1_2 ；制備方法是將各原料混合，加熱至2600-290(TC至熔融狀態(tài)，攪拌10-15分鐘，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗滌數(shù)次，烘干即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的合金不僅具有高 的硬度和耐磨性，還具有好的韌性，能夠抵抗因彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、剪切應(yīng)力引起的開裂和剝落的性能，同時具有高的接觸疲勞強度、高的斷裂韌性和熱沖擊強度，適用于制作冷軋輥。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。
【具體實施方式】
[0009]一種高耐磨冷軋輥用合金材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳
0.8-0.9、鎢 2.1-2.3、鑰 1.2-1.5、釩 2.2-2.4、鉻 2.1-2.5、鈮 0.05-0.10、鑭 0.15-0.20、釹
0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0010]所述的高耐磨冷軋輥用合金材料的生產(chǎn)方法如下:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:0.7比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(1)鉻、Mn、Co;(2)鎢、鑭、鑰；
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為24分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以225°C /小時速率升溫至755°C，再以155°C /小時速率降溫至605°C，再以225°C /小時速率升溫至915°C，保溫4.5小時；再以155°C /小時速率降溫至605°C，保溫45分鐘，再以155°C /小時速率降溫至490°C，保溫45分鐘；再以155°C /小時速率降溫至205°C，保溫2.5小時；再以105°C /小時速率升溫至340°C，保溫45分鐘，再以105°C /小時速率升溫至505°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉5、黃土 30、氧化鎂1、硝酸鈉4、鈦白粉2、鋁礬土 7、海泡石粉2、玉石粉4、秸桿灰燼6、硅藻土 I ;制備方法是將各原料混合，加熱至2600-290(TC至熔融狀態(tài)，攪拌10-15分鐘，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗滌數(shù)次，烘干即得。
[0013]本發(fā)明高耐磨冷軋輥用合金材料的機械性能為:拉伸強度1067MPa，屈服強度879MPa，延伸率14%，斷面收縮率36%，沖擊吸收功55J，沖擊韌性66J/cm2，硬度29IHB。
【權(quán)利要求】
1.一種高耐磨冷軋輥用合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.8-0.9、鎢 2.1-2.3、鑰 1.2-1.5、釩 2.2-2.4、鉻 2.1-2.5、鈮 0.05-0.10、鑭0.15-0.20、釹 0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨冷軋輥用合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (I)、準備生鐵與廢鐵按1:0.5-1比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、Mn、Co ; (2 )鎢、鑭、鑰；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐磨冷軋輥用合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220-230°C /小時速率升溫至750-760°C，再以150_160°C /小時速率降溫至600-610°C，再以220-230°C /小時速率升溫至910_920°C，保溫4_5小時；再以150-160°C /小時速率降溫至600-610°C，保溫40-50分鐘，再以150_160°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫40-50分鐘；再以150_160°C /小時速率降溫至200-210°C，保溫2-3小時；再以IOO-1lO0C /小時速率升溫至330-350°C，保溫40-50分鐘，再以100-110。。/小時速率升溫至500-51 (TC，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐磨冷軋輥用合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-5、黃土 30-40、氧化鎂1-2、硝酸鈉4-5、鈦白粉2-3、鋁礬土 5-7、海泡石粉2-3、玉石粉3-4、秸桿灰燼4_6、硅藻土 1_2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至2600-2900°C至熔融狀態(tài)，攪拌10-15分鐘，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗滌數(shù)次，烘干即得。
【文檔編號】C21D6/00GK103741042SQ201310701411
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】何玉平, 陶國斌, 史承海, 晏紹斌, 屠明安 申請人:馬鞍山市方圓材料工程有限公司