一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄鐵合金領(lǐng)域，具體是指一種具有高抗磨性、低內(nèi)應(yīng)力、高韌性，并具有較高的使用壽命的鑄鐵合金輥圈及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于煤矸石和礓石等硬質(zhì)固體塊料破碎或粉碎的機(jī)械設(shè)備雙輥式粉碎機(jī)上的輥圈是一個(gè)重要部件，該輥圈的材料是具有一定要求的，要求其具有高抗磨性、低內(nèi)應(yīng)力、高韌性，并具有較高的使用壽命。對(duì)于復(fù)合抗磨對(duì)輥圈外層的材料問(wèn)題，有較多的材料可選，也可見(jiàn)之于專利文獻(xiàn)資料。
[0003]但是在實(shí)際使用中，上述材料在耐磨性能上還無(wú)法達(dá)到理想狀態(tài)，而有些材料能夠?qū)崿F(xiàn)耐磨性能，但是在材料中包含有大量的貴金屬或稀有金屬，材料的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高抗磨性、低內(nèi)應(yīng)力、高韌性、高使用壽命，且具有較優(yōu)性能價(jià)格比的鑄鐵合金材料。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈，包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8% 的鉻、0.5-1.0 % 的鎢、0.3-0.5% 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3% 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、2.5-3.5 % 的碳、0.5-1.2 % 的錳、0.3-0.5 % 的硼、
1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0007]所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3% 的鋁。
[0008]一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈制造方法:
[0009]確定和設(shè)計(jì)復(fù)合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)及材料的化學(xué)成分:復(fù)合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層和外層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；內(nèi)層材料為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5% 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3% 的銅、0.03-0.05% 的鋯、0.1-0.5% 的錫、0.5-1.2%的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0010]進(jìn)行復(fù)合離心澆鑄:用中頻感應(yīng)爐或電弧爐熔煉上述的含鉻鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開(kāi)澆時(shí)模溫為220?280°C，含鉻鎢合金鑄鐵的開(kāi)澆溫度為1350?1450°C恒溫澆鑄，含鉻鎢合金鑄鐵澆入加入保護(hù)渣，然后澆完全部含鉻鎢合金鑄鐵；保溫15-30分鐘后，恒溫勻速冷卻，冷卻速度不超過(guò)8°C /秒；待其表面溫度冷卻到850?1000°C后饒入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開(kāi)饒溫度為1300?1400 C ;待球墨鑄鐵完全凝固后停機(jī)；
[0011]進(jìn)行熱處理:將上述制得的復(fù)合輥圈脫模，隨后以3-5 °C /秒勻速風(fēng)冷至550°C -600°C后保溫0.5-1小時(shí)后風(fēng)冷至350?450°C，進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，然后放入預(yù)熱到350?450°C的回火爐中，升溫至380?500°C，并保持4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案生產(chǎn)的鑄鐵合金能夠解決高抗磨性與高強(qiáng)韌性的矛盾問(wèn)題，提高了應(yīng)用該合金的產(chǎn)品質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0014]一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈，包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8% 的鉻、0.5-1.0% 的鎢、2.5-3.5% 的碳、0.3-0.5 % 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3 % 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、0.5-1.2 % 的錳、0.3-0.5 % 的硼、
1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0015]所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3% 的鋁。
[0016]高抗磨性鑄鐵合金輥圈的制造方法為:
[0017]確定和設(shè)計(jì)復(fù)合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)及材料的化學(xué)成分:復(fù)合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層和外層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；內(nèi)層材料為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5% 的鎂、0.01-0.03% 的鈧、0.2-0.3% 的銅、0.03-0.05% 的鋯、0.1-0.5% 的錫、0.5-1.2%的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0018]進(jìn)行復(fù)合離心澆鑄:用中頻感應(yīng)爐或電弧爐熔煉上述的含鉻鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開(kāi)澆時(shí)模溫為220?280°C，含鉻鎢合金鑄鐵的開(kāi)澆溫度為1350?1450°C恒溫澆鑄，含鉻鎢合金鑄鐵澆入加入保護(hù)渣，然后澆完全部含鉻鎢合金鑄鐵；保溫15-30分鐘后，恒溫勻速冷卻，冷卻速度不超過(guò)8°C /秒；待其表面溫度冷卻到850?1000°C后饒入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開(kāi)饒溫度為1300?1400 C ;待球墨鑄鐵完全凝固后停機(jī)；
[0019]進(jìn)行熱處理:將上述制得的復(fù)合輥圈脫模，隨后以3-5 °C /秒勻速風(fēng)冷至5500C -600°C后保溫0.5-1小時(shí)后風(fēng)冷至350?450°C，進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，然后放入預(yù)熱到350?450°C的回火爐中，升溫至380?500°C，并保持4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
[0020]所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3% 的鋁。
[0021]實(shí)施例1
[0022]含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，8%的鉻、1.0%的鎢、3.5%的碳、0.3%的鎂、0.01%的鈧、0.2%的銅、0.03%的鋯、0.1%的錫、1.2%的錳、0.5%的硼、1.8%的硅、0.08 %的鈰和鑭稀土，0.1 %的釩及0.3 %的鋁，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0023]實(shí)施例2
[0024]含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5%的鉻、0.5%的鎢、2.5%的碳、0.5%的鎂、0.03%的鈧、0.3%的銅、0.05%的鋯、0.5%的錫、0.5%的錳、0.3%的硼、1.5%的硅、0.05%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0025]實(shí)施例3
[0026]含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，6.5%的鉻、0.8%的鎢、3.0%的碳、
0.44 % 的鎂、0.018% 的鈧、0.23 % 的銅、0.037 % 的鋯、0.22 % 的錫、1.0 % 的錳、0.35 % 的硼、1.6%的硅、0.06%的鈰和鑭稀土、0.085%的釩及0.15%的鋁，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈，其特征在于:包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5%的鎂、0.01-0.03 % 的鈧、0.2-0.3 % 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、0.5-1.2 % 的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗磨性鑄鐵合金輥圈，其特征在于:含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1%的釩及0.1-0.3%的鋁。
3.一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈制造方法，其特征在于: 確定和設(shè)計(jì)復(fù)合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)及材料的化學(xué)成分:復(fù)合抗磨輥圈的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層和外層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；內(nèi)層材料為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比為，5-8%的鉻、0.5-1.0%的鎢、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5 % 的鎂、0.01-0.03 % 的鈧、0.2-0.3 % 的銅、0.03-0.05 % 的鋯、0.1-0.5 % 的錫、0.5-1.2%的錳、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的鈰和鑭稀土，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)； 進(jìn)行復(fù)合離心澆鑄:用中頻感應(yīng)爐或電弧爐熔煉上述的含鉻鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開(kāi)澆時(shí)模溫為220?280 °C，含鉻鎢合金鑄鐵的開(kāi)澆溫度為1350?1450°C恒溫澆鑄，含鉻鎢合金鑄鐵澆入加入保護(hù)渣，然后澆完全部含鉻鎢合金鑄鐵；保溫15-30分鐘后，恒溫勻速冷卻，冷卻速度不超過(guò)8°C /秒；待其表面溫度冷卻到850?1000°C后饒入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開(kāi)饒溫度為1300?1400 C ;待球墨鑄鐵完全凝固后停機(jī)； 進(jìn)行熱處理:將上述制得的復(fù)合輥圈脫模，隨后以3-5°C /秒勻速風(fēng)冷至550°C -600°C后保溫0.5-1小時(shí)后風(fēng)冷至350?450°C，進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，然后放入預(yù)熱到350?450°C的回火爐中，升溫至380?500°C，并保持4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高抗磨性鑄鐵合金輥圈制造方法，其特征在于:所述含鉻鎢合金鑄鐵，其組成按重量百分比還包括有0.05-0.1 %的釩及0.1-0.3%的鋁。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高抗磨性鑄鐵合金輥圈及制造方法，包括有內(nèi)層和外層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)層材料為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵；外層材料為含鉻鎢合金鑄鐵；通過(guò)復(fù)合離心澆鑄及熱處理得到高抗磨性鑄鐵合金輥圈。本發(fā)明的技術(shù)方案生產(chǎn)的鑄鐵合金能夠解決高抗磨性與高強(qiáng)韌性的矛盾問(wèn)題，提高了應(yīng)用該合金的產(chǎn)品質(zhì)量。
【IPC分類】C21D1-20, B02C4-30, C22C37-10, C21D5-00, B22D13-00, B22D19-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104532110
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410745802
【發(fā)明人】薛亞紅
【申請(qǐng)人】薛亞紅
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日