[發(fā)明專利]一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410142813.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN103952645A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪菲菲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銅陵南江鑫鋼實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/60
• 分類號(hào): C22C38/60;C22C38/58;C22C33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體地說是涉及一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

高錳鋼在抵抗磨損的同時(shí)，由于其極強(qiáng)的韌性，因而抵抗劇烈沖擊負(fù)荷，其安全性、可靠性是其他材料無法相比的。高錳鋼在承受劇烈沖擊或接觸應(yīng)力下，其表面會(huì)迅速硬化，而芯部仍保持極強(qiáng)的韌性，這種外硬內(nèi)韌既抗磨損又抗沖擊的特點(diǎn)是極其有利的。且表面受沖擊越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。表面被磨損后，次表面又被硬化，因而這一性能優(yōu)勢(shì)便被廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、軍工、建材、鐵路、電力等重要環(huán)境。100多年來至今沒有有效的替代材料。隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)展，高錳鋼的相關(guān)潛力不斷被發(fā)掘，目前已被應(yīng)用于如“磁懸浮列車”、“鑿巖機(jī)器人”、“新型主戰(zhàn)坦克”等領(lǐng)域。隨著“原位增強(qiáng)”等一系列新技術(shù)的成功應(yīng)用，高錳鋼將表現(xiàn)出更優(yōu)越的抗沖擊抗磨損特性，其材料綜合性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)將更為突出，故耐磨材料界美其名曰“不朽的耐磨材料”。

但是，目前的高錳鋼還存在很多問題，例如耐磨性、耐高溫性、韌性、成本等不能兼顧，滿足不了一些高溫場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法，具有耐高溫、耐磨性好、耐沖擊、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，而且生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種耐高溫抗磨高錳鋼，由以下組分按質(zhì)量百分比組成：碳1.0-1.2、錳11-13、硅1.2-1.4、鉻0.6-0.8、鎢3.2-3.6、鉬1.1-1.2、鎳0.8-1.2、鋁0.1-0.3、鎂0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷≦0.08、硫≦0.08、余量為鐵。

優(yōu)選地，所述的耐高溫抗磨高錳鋼，由以下組分按質(zhì)量百分比組成：碳1.1、錳12、硅1.3、鉻0.7、鎢3.5、鉬1.2、鎳1.0、鋁0.2、鎂0.09、稀土元素0.05、磷≦0.08、硫≦0.08、余量為鐵。

所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，包括以下制備步驟：

（1）熔煉：向電爐內(nèi)加入工業(yè)純鐵、錳鐵、工業(yè)純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1730-1750℃溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.2-0.5%的變質(zhì)劑對(duì)熔煉后液體進(jìn)行變質(zhì)處理，出爐溫度為1600-1700℃；

（2）澆鑄：加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550-1600℃；

（3）鑄后熱處理：將初品升溫至1200-1300℃，保溫處理30-40分鐘，再冷卻至450-550℃進(jìn)行空冷處理；然后再升溫至1100-1200℃，保溫處理30-40分鐘，再進(jìn)行水淬處理；

（4）清理表面以及產(chǎn)品驗(yàn)收、進(jìn)庫。

步驟（1）中所述的變質(zhì)劑由Re6%、Ti13%、Ca4%、V1%、Mo1.5%、Mg16%、Fe65%組成。

步驟（3）中所述的水淬處理是先將產(chǎn)品浸入處于常溫狀態(tài)的水玻璃介質(zhì)中進(jìn)行間隙式淬火15分鐘，再進(jìn)行整體淬火1小時(shí)，淬火過程中水玻璃介質(zhì)溫度控制在100-120℃。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明各合金元素比例合理，特別是關(guān)鍵合金元素錳、碳的比例合理，保證了高錳鋼的抗沖擊性及耐磨性，另外，添加鎢、鉬，合理設(shè)置配比，另外制備過程中進(jìn)行變質(zhì)處理，使產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐高溫性能，高溫下不起皮，韌性好，適合長(zhǎng)期在高溫環(huán)境中的鍛造部件。生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，具有良好的市場(chǎng)前景。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：

一種耐高溫抗磨高錳鋼，由以下組分按質(zhì)量百分比組成：碳1.1、錳12、硅1.3、鉻0.7、鎢3.5、鉬1.2、鎳1.0、鋁0.2、鎂0.09、稀土元素0.05、磷0.07、硫0.07、余量為鐵。

所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，包括以下制備步驟：

（1）熔煉：向電爐內(nèi)加入工業(yè)純鐵、錳鐵、工業(yè)純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1750℃溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.3%的變質(zhì)劑對(duì)熔煉后液體進(jìn)行變質(zhì)處理，出爐溫度為1600℃；

（2）澆鑄：加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550℃；

（3）鑄后熱處理：將初品升溫至1300℃，保溫處理30分鐘，再冷卻至550℃進(jìn)行空冷處理；然后再升溫至1100℃，保溫處理40分鐘，再進(jìn)行水淬處理；

（4）清理表面以及產(chǎn)品驗(yàn)收、進(jìn)庫。