[發明專利]一種耐磨鋼的熱處理工藝

無效

• 申請號: 201210020346.9
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102703827A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 劉仕爽
• 申請（專利權）人: 劉仕爽
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C21D6/00;C21D1/26;C21D1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鋼鐵材料加工技術領域，特別涉及一種耐磨鋼的熱處理工藝。

背景技術

磨損是工程構件三種破壞方式(磨損、腐蝕、斷裂)中最主要的方式，全世界每年因磨損造成的損失達數千億美元，故研究磨損和不斷開發性能更好的耐磨材料具有重大的經濟意義。目前，耐磨材料歸納起來有3類：(1)奧氏體高錳鋼，原始狀態為奧氏體，在外界強烈沖擊和高壓應力下，發生奧氏體向馬氏體的轉變強化，表層具有很高的硬度，內部具有很好的韌性，有優良的耐磨性和可靠性。(2)低合金耐磨鋼，通過合理的化學成分配比及熱處理，可獲得較佳的綜合性能，合金元素常用Cr、Mo、Ni、Nb、Mn和Si等，通常采用馬氏體轉變、第二相強化等手段來提高耐磨性。(3)高鉻鑄鐵，屬于脆性材料，含Cr量高(通常大于15％)，靠M₇C₃型碳化物提高耐磨性。上述材料中，目前仍將高錳鋼作為主要耐磨材料，但在中、小沖擊負荷下，由于以切削磨損為主，故高錳鋼難以發揮潛力。而低合金鋼中由于沒有耐磨硬質相或硬質相數量太少，耐磨性也不高。高鉻白口鑄鐵盡管硬度高、耐磨性好，但存在脆性大和沖擊負荷下使用安全性差以及生產成本高等不足。

為了提高鑄造材料的耐磨性，中國發明專利CN1560311公開了一種耐磨鑄鋼及其制備方法。耐磨鑄鋼含有C?0.2～0.35％、Si?0.6～1.0％、Mn?0.8～1.2％、Ni?0.2～0.6％、Cr?0.6～1.2％、Mo?0.15～0.35％。其制法包括冶煉、鑄造和熱處理。冶煉：在鋼液溶化1/5～2/5時放入鉻、鎳、鉬，出爐前5～15分鐘投入錳、硅，然后投入脫氧劑；熱處理：鑄造成型鑄件正火910～930℃，保溫2小時出爐空冷，淬火860～900℃保溫1.5小時后出爐水淬，水溫30℃以下，回火210～230℃，保溫2～2.5小時，出爐空冷。該發明耐磨鑄鋼中由于無耐磨硬質相，硬度低，耐磨性較差。中國發明專利CN1600889也公開了一種微合金馬氏體耐磨鑄鋼及制造方法，其化學成分為wt％：C?0.25～0.34、Si?0.3～0.7、Mn?1.15～1.65、Cr?0.5～1.0、B?0.0005～0.005、Ti?0.01～0.06、Ce?0.01～0.045、La?0.01～0.035、Al?0.01～0.1、S≤0.035、P≤0.035，其微合金化處理工藝為先在熔煉爐內于1600～1610℃加入TiFe，再在澆包內加入或在傾出鋼水同時向澆包內投入RESiFe和BFe合金。該發明的優點是不使用Mo、Ni等貴重的合金元素，而是通過微合金化來達到強韌化和硬韌化目的，因而制造成本較低。但也存在硬度低，耐磨性差的不足。

中國發明專利CN1385549則公開了一種中碳多元低合金耐磨鋼材質化學成份及含量，其中：C?0.38～0.45％，Si?0.90～1.30％，Mn?1.2～2.0％，Cr?1.0～1.7％，Mo?0.3～0.5％，V?0.1～0.2％，B?0.001～0.003％，Re?0.01～0.03％，S≤0.04％、P≤0.045％，其余為Fe。最終金相組織為：回火馬氏體+貝氏體+碳化物+少量殘余奧氏體。該鋼不僅具有較高的硬度，而且具有較好的韌性，熱處理工藝簡單易于掌握，制造成本較低，可廣泛應用于球磨機襯板、破碎機齒板、護板、錘頭等耐磨件。碳含量的提高，導致硬度有所提高，耐磨性有所改善，但由于含有價格昂貴的鉬元素，導致生產成本增加。俄羅斯專利RU2288294-C2也公開了一種鑄造耐磨鋼，其化學組成為0.80～0.95％C、0.20～0.40％Si、8.50～10.0％Mn、0.50～0.85％Ni、0.10～0.30％W、0.025～0.045％N、0.05～0.10％V和0.10～0.30％Mo。由于加入價格昂貴的鎳、鉬等元素，導致生產成本增加。