[發(fā)明專利]一種高硼強(qiáng)耐磨錘頭用合金材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310555121.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103627982A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章功國(guó);王涇文;段宗銀;李純金;陳超;王淑妍;張少伍;王曉芬;謝勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬鞍山市恒毅機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/60
• 分類號(hào): C22C38/60;C22C38/04;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐磨金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高硼強(qiáng)耐磨錘頭用合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

錘頭材料的種類很多，最常用的是高錳鋼，最初是因其硬度和耐磨性都比較高，但是現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)其實(shí)不然，有些場(chǎng)合高錳鋼錘頭并不耐磨，使用壽命短，究其原因，是高錳鋼要在大的沖擊力的情況下才能產(chǎn)生高硬度的表面硬化層，而沖擊力小的情況下不耐磨；還有中錳鋼錘頭，因其有較高的硬度和韌性，在沖擊力不太大的情況下較耐用，且有磁性；高鉻鑄鐵錘頭有優(yōu)良的耐磨性，但是韌性較差，易發(fā)生脆性斷裂。各種材料均不能達(dá)到最理想的效果，因此尋求合理的材料,開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單實(shí)用的工藝，在保證使用要求的前提下節(jié)省資源和能源，已成為耐磨材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高硼強(qiáng)耐磨錘頭用合金材料及其制備方法，該合金材料具有強(qiáng)度高，耐磨性好、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高硼強(qiáng)耐磨錘頭用合金材料，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳1.6-1.9、硅1.9-2.2、錳1.2-1.5、硼0.7-0.9、Tm0.10-0.13?、Yb0.03-0.05、Be0.02-0.04、S≤0.05、P≤0.05、余量為鐵。

所述的高硼強(qiáng)耐磨錘頭用合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：

（1）、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1：1-2比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)椋海?）硅、Tm；（2）錳、Yb；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以180-190℃/小時(shí)速率升溫至480-490℃，保溫40-50分鐘，再以180-190℃/小時(shí)速率升溫至700-710℃，再以160-170℃/小時(shí)速率降溫至600-610℃，再以210-220℃/小時(shí)速率升溫至920-930℃，保溫3-4小時(shí)；再以160-170℃/小時(shí)速率降溫至600-610℃，再以180-190℃/小時(shí)速率升溫至700-710℃，再以160-170℃/小時(shí)速率降溫至500-510℃，保溫50-60分鐘；再以160-170℃/小時(shí)速率降溫至220-230℃，保溫2-3小時(shí)；再以180-190℃/小時(shí)速率升溫至340-350℃，再以160-170℃/小時(shí)速率降溫至220-230℃，再以180-190℃/小時(shí)速率升溫至530-540℃，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：工具鋼粉3-4、粘土12-15、納米二氧化鈦3-4、二氧化硅2-3、BaCO₃4-5、納米二氧化硅1-2、氫氧化鋁8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟硅酸鈉2-3；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950℃下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明使用了硼、Be、Tm等元素，代替了鉻，使得合金不僅硬度高、耐磨性好、耐腐蝕、而且熱性較好，耐沖擊性能好；本發(fā)明使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)過(guò)二次精煉，分批投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，使合金品質(zhì)更穩(wěn)定均一，提高綜合力學(xué)性能。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(huì)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(jí)左右。

具體實(shí)施方式

一種高硼強(qiáng)耐磨錘頭用合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳1.6-1.9、硅1.9-2.2、錳1.2-1.5、硼0.7-0.9、Tm0.10-0.13?、Yb0.03-0.05、Be0.02-0.04、S≤0.05、P≤0.05、余量為鐵。

所述的高硼強(qiáng)耐磨錘頭用合金材料的生產(chǎn)方法為：

（1）、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1：1.5比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；