專利名稱：耐磨耐蝕鎳基合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎳基合金。主要適用于格法平板玻璃生產(chǎn)中的轉(zhuǎn)向輥等關(guān)鍵部件。
目前，平板玻璃生產(chǎn)中主要方法有浮法生產(chǎn)和格法生產(chǎn)兩種。浮法生產(chǎn)平板玻璃技術(shù)上先進(jìn)，效率高，但該生產(chǎn)方法投資大，工程周期長;而格法生產(chǎn)普通建筑用平板玻璃不僅在技術(shù)上能保證質(zhì)量，而且所需資金少，見效快，一條深池平拉生產(chǎn)線，只要3～4個月即可建成。
格法生產(chǎn)平板玻璃的裝置中，其關(guān)鍵部件是轉(zhuǎn)向輥。轉(zhuǎn)向輥是將溶池內(nèi)熔融的液態(tài)玻璃經(jīng)垂直引上后轉(zhuǎn)為水平拉伸狀態(tài)的導(dǎo)向的輥?zhàn)樱簯B(tài)玻璃經(jīng)過轉(zhuǎn)向輥，轉(zhuǎn)向90°，變?yōu)楣虘B(tài)平板玻璃轉(zhuǎn)向輥的表面工作溫度達(dá)900～1000℃。故要求轉(zhuǎn)向輥材料不僅要具有良好的高溫性能，還要求具有較好的耐磨性和耐熔融玻璃腐蝕性能。
現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)向輥采用HK40等Fe-Ni基合金制造。該類合金的主要問題是耐磨性和耐蝕性差，一次使用壽命(是指輥?zhàn)颖砻嫘弈ブ料麓伪砻嫘弈ブg的使用時間)短，最長只為20天(《Materials science and Technology》May 1985，Vol.1，P385～389)。
本發(fā)明的目的在于提供一種耐蝕性和耐磨性優(yōu)異的耐磨耐蝕鎳基合金。
針對上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是以鎳為基，采用高的含碳量，同時加入鐵、鉻、鉬、錳和釔(或稀土)。其具體的化學(xué)成分(wt%)為C 1.0～2.0%，Cr 20～25%，F(xiàn)e 10.5～20%，Mo 2.1～2.5%，Si 1.0～1.5%，Mn 1.0～1.5%，Y或Ce 0.02～0.1%，余為Ni。
本發(fā)明采用高的含碳量是出于轉(zhuǎn)向輥為耐磨件，要求具有優(yōu)異的耐磨性。碳與Mo、Cr、Mn等元素形成大量致密的共晶碳化物和一次碳化物，均勻地、彌散地分布在鎳基合金基體上。通常，碳化物本身都具有較高的硬度，使合金保持最大的沉淀硬化效果，從而具有優(yōu)異的耐磨性。
加入鉻、鉬元素，除少數(shù)形成碳化物外，絕大部分溶入基體，使基體得到固溶強(qiáng)化，并保證合金具有良好的抗氧化性能和耐玻璃腐蝕性能。
合金中加入鐵的主要目的是為了提高強(qiáng)度和硬度，但不宜過高。鐵含量過高，會降低合金的抗氧化性能及耐玻璃腐蝕性能。故本合金中鐵的加入量小于20%。
硅、錳的加入主要是與鉻一起形成較穩(wěn)定的氧化皮結(jié)構(gòu)，但硅、錳加入量高會引起合金高溫強(qiáng)度下降，所以合金中的硅、錳一般控制在2%以下，通?？刂圃?.0～1.5%為宜。
Y或Ce加入合金中，除在合金冶煉中起脫氧作用外，還有利于夾雜物球化，提高合金耐動態(tài)氧化及耐玻璃腐蝕的能力，其含量以0.1%以下為宜。因這些元素加入合金中，主要存在于晶界和支晶間隙，含量較高時，在這些部位易形成顯微裂紋。
合金中的鎳是形成奧氏體基體的基本元素，鎳對提高耐玻璃腐蝕性能有利;鎳與鉻的配合還可顯著提高合金的抗氧化性能。
本發(fā)明合金經(jīng)冶煉爐熔煉后，可直接澆鑄成管坯或其它耐磨部件，然后機(jī)加工成轉(zhuǎn)向輥或其它耐磨部件。
本發(fā)明合金具有較高的硬度和較好的強(qiáng)度，HRC可達(dá)25，室溫ak≥5。用作轉(zhuǎn)向輥，一次使用壽命＞40天;比現(xiàn)有的HK40合金的一次使用壽命提高1～2倍。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)有較高的硬度和耐磨性，有良好的耐熔融玻璃腐蝕性能，用作格法平板玻璃生產(chǎn)裝置中的轉(zhuǎn)向輥，一次使用壽命長。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明所述的化學(xué)成分范圍，在非真空感應(yīng)爐上冶煉了8爐本發(fā)明合金。冶煉后再用臥式離心鑄造法直接鑄成管坯，管坯經(jīng)機(jī)加工制成轉(zhuǎn)向輥，并直接用于格法平板玻璃生產(chǎn)線中，進(jìn)行壽命考核。同時，對管坯進(jìn)行硬度和沖擊韌性測試。
8爐合金的具體化學(xué)成分如表1所示。所測得的硬度、沖擊韌性和一次使用壽命如表2所示。
表1 實(shí)施例化學(xué)成分(Wt%)
權(quán)利要求
1.一種耐磨耐蝕鎳基合金，其特征在于化學(xué)成分為(Wt%)C1.0～2.0%，Cr20～25%，F(xiàn)e10.5～20%，Mo2.1～2.5%，Si1.0～1.5%，Mn1.0～1.5%，Y或Ce0.02～0.1%，余為Ni。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎳基合金領(lǐng)域。其特征是它的化學(xué)成分(wt％)為C1.0～2.0％，Cr20～25％，F(xiàn)c10.5～20％，Mo2.1～2.5％，Si1.0～1.5％，Mn1.0～1.5％，Y或Ce0.02～0.1％，余為Ni。本發(fā)明以高的含碳量，使其與鉻、鉬、鐵、錳等元素形成大量致密的共晶碳化物和一次碳化物，保證具有較好的耐磨性，另外，本發(fā)明還有較好的耐玻璃腐蝕性能。該合金用作格法平板玻璃生產(chǎn)線中的轉(zhuǎn)向輥、平拉輥等，其一次使用壽命高。
文檔編號C22C19/05GK1083121SQ93109960
公開日1994年3月2日 申請日期1993年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月21日
發(fā)明者張旭瑤, 王延慶, 傅宏鎮(zhèn), 楊國明, 徐國林, 王樹秋, 葉茂盛 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院