[發明專利]一種耐磨高硬度合金鋼材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310696674.5
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103757557A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 查坤
• 申請（專利權）人: 查坤
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及金屬材料制備領域，尤其涉及一種耐磨高硬度合金鋼材料及其制備方法。

背景技術

合金鋼的發展已經有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業上被應用，主要有以下類型：調質鋼、彈簧鋼、工具鋼、高速鋼、模具鋼、高中低碳合金鋼等，目前為止，雖然合金鋼技術得到很大發展，但是，仍有很多問題存在，如耐磨度、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性、成本等不能兼顧，在很多場合還不能滿足生產的要求，還需要進一步改進，以提高生產效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術發展提供保障，為社會發展提供動力，任務還很艱巨。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐磨高硬度合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高的耐磨性、硬度、韌性的特點。

本發明的技術方案如下：

一種耐磨高硬度合金鋼材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.3-0.5、硅1.0-1.2、硼0.03-0.05、錳3-4、鉻1.3-1.5、鎳0.3-0.5、鈷0.1-0.2、鉬0.03-0.05、Gd0.002-0.005、Tb0.01-0.02、Dy0.001-0.003、Ho0.002-0.004、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。

所述的耐磨高硬度合金鋼材料的生產方法，其特征在于：

（1）、將生鐵與廢鐵按1：2比例投入爐中熔化作為鐵基質來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）硅、鉻、鎳；（2）錳、Gd、Tb；（3）硼、鉬、Dy；（4）其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為9-12分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以200-230℃/小時速率升溫至920-935℃，保溫3-4小時；再以140-160℃/小時速率降溫至620-630℃，保溫30-60分鐘；再以100-120℃/小時速率降溫至320-340℃，保溫2-3小時；再以160-180℃/小時速率升溫至530-550℃，保溫2-3小時，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、凹凸棒土100-120、生石灰2-3、納米玉石粉3-4、蒙脫石粉1-2、珍珠巖95-110、BaCO3?3-4、氟硅酸鈉4-5、氟化鈣2-3；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態并攪拌均勻去渣，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于粉末重量2-3%的硅烷偶聯劑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，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。

本發明的有益效果

本發明通過使用鋱、鏑等稀土元素和其他原料組合，合理設置配比和生產工藝，合理設置投放次序，形成的合金材料具有優異的綜合力學性能，尤其具有強度和硬度高、耐磨性極好的特點，同時具有一定的韌性和可塑性，使用可以顯著延長抗磨部件壽命，降低機械的損壞，適用于軸等易磨損部件；并使用部分廢鐵作為原料，提高合金的質量穩定均一。本發明精煉劑用于鑄造生產，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，得到有效的控制，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。

具體實施方式

一種耐磨高硬度合金鋼材料,其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.3-0.5、硅1.0-1.2、硼0.03-0.05、錳3-4、鉻1.3-1.5、鎳0.3-0.5、鈷0.1-0.2、鉬0.03-0.05、Gd0.002-0.005、Tb0.01-0.02、Dy0.001-0.003、Ho0.002-0.004、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。

所述的耐磨高硬度合金鋼材料的生產方法為：

（1）、將生鐵與廢鐵按1：2比例投入爐中熔化作為鐵基質來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）硅、鉻、鎳；（2）錳、Gd、Tb；（3）硼、鉬、Dy；（4）其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為11分鐘，投料后攪拌均勻。