[發明專利]一種高硫減摩耐磨鑄鋼

有效

• 申請號: 201010219114.7
• 申請日: 2010-07-05
• 公開（公告）號: CN101906596A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 郁壽林
• 申請（專利權）人: 郁壽林
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;B22D13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鑄鋼技術領域，涉及一種在-40℃～-60℃的具有較高耐沖擊性的高硫減摩耐磨鑄鋼。

背景技術

在冶金、礦山、煤機、運輸、工程機械、磨具制造等領域，機械設備的活動部件的失效原因絕大多數都是由于磨損造成的。磨損是一切機械運動的固有特性，是相對物質表面不斷損失或產生殘余變形的過程。傳統磨損理論將磨損分為四個類型：磨料磨損、腐蝕磨損、粘著磨損和疲勞磨損。長期以來，人類為了克服磨損給設備帶來的損失，總結創造了很多抗磨損的辦法，比如提高材料的強度和耐磨性，增加潤滑、降低摩擦系數等。

將金屬和合金的表面進行改性處理，是目前國內外常用的提高材料表面硬度和降低表面摩擦系數從而達到材料耐磨目的的方法，如滲硫或熱噴涂等工藝。此方法可以得到良好的基材與滲層材的結合，使其表面具有較低的摩擦系數和高硬度。但是為了獲得這種效果必須使工件置入有被滲入元素的活性介質中且必須在一定溫度下加熱，保溫后再進行熱處理，相應設備必不可少，不僅能源消耗大，周期長且工藝復雜，最大的缺點是滲層厚度僅在10±2um范圍內，難以適應實際生產需要。

之后便由最初的滲硫改為在熔化鑄鋼時直接增硫，高硫減摩鑄鋼由此產生。高硫減摩鑄鋼屬于鑄鋼中的一個新品種，只能用鑄造方法成型，它與其他一般減摩鑄鋼的區別在于它不是靠本身硬度提高其耐磨性，而是靠其內部存在的大量的硫化物的自潤滑性能，提高其減摩性而提高其耐磨性。它的基本原理是在鋼中加入含量很高的硫，與其他合金冶煉，最后形成多種硫化物形式，在運動中自動釋放出一種潤滑膜，起到自潤滑抗粘著的作用，可應用在冶金、礦山、煤機、運輸、工程機械、磨具制造等領域。它運行可靠，大大降低了維護保養時間，減少了環境污染，提高了設備效率。例如專利號為“91108671.4”，名稱為“高硫合金鋼及生產方法”的中國專利中提到一種高硫合金鋼，其公開了一種由鐵、碳、硫及合金元素組成的高硫合金鋼，其中硫含量為0.5～11％，這種合金鋼具有一定的減摩耐磨性能，降低了機件的摩擦磨損系數，因而延長了機件的使用壽命。類似的技術方案還如申請號為“200510011276.0”，名稱為“一種高硫減摩耐磨鑄鋼及其生產方法”的中國專利申請文件中提到的一種適合于高溫及常溫生產環境下的高硫減摩耐磨鑄鋼，其公開了這種高硫減摩耐磨鑄鋼的元素組成及含量，其原理也是通過提高硫含量增加其減摩性和耐磨性，從而提高機件的使用壽命。

在本領域，高硫減摩耐磨鑄鋼最主要的一個用途就是生產軸承，軸承最主要的兩個性能是機械性能和軸承性能，軸承性能包括耐磨性和減摩性，機械性能包括耐沖擊性、延伸性和抗拉性等。高溫或者常溫下能夠滿足使用要求的高硫合金鋼在低溫條件下的耐沖擊性能有很大變化，往往是在高溫或者常溫下可以正常使用較長時間的由高硫合金鋼制成的軸承在低溫條件下低溫脆性很差，很容易發生碎裂。而如何克服低溫狀態下，尤其是嚴寒狀態下，長期作業過程中對于軸套的影響以及損害，特別是軸承在這種低溫環境下的耐沖擊性如何解決，這是一個技術難題。因此，本發明要解決如何生產一種適合于低溫環境要求的高硫減摩耐磨鑄鋼的問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的在于通過綜合合金化提供一種高硫減摩耐磨鑄鋼，同時提供相應的鑄造工藝。

本發明以S、C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu、Ti、P等元素綜合合金化的高硫減摩耐磨鑄鋼，其適合在-40℃～-60℃的嚴寒地區野外作業中使用的化學成分以質量百分數計為：C＜0.2％，Si＜1.3％，Mn＜0.5％，S＜1.3％，Cr＜1.2％，Mo＜0.5％，Ni＜0.5％，P＜0.05％，其余為Fe及不可避免的雜質。

以下根據各元素在該發明中的作用進行敘述：

C：是鋼中常見元素，是影響鑄鋼力學性能的主要元素。隨著碳含量增加，鑄鋼的屈服點和抗拉強度均升高，且抗拉強度比屈服點上升得更多。另外，隨著碳含量增加，鑄鋼的塑性和韌性降低。并且C含量也是區分鑄鐵和鑄鋼的標準，鑄鋼是含碳小于2.11％的鐵-碳合金，鑄鐵是含碳大于2.11％小于6.69％的鐵-碳合金。本發明把C控制在＜0.2質量％范圍內。

Si：是鋼中常見元素，是主要合金化元素，改善合金的流動性，降低熱裂傾向，減少疏松，提高氣密性，可以提高鑄鋼的強度和硬度。本發明把Si控制在＜1.2質量％范圍內。