[發明專利]高強度耐磨合金鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201410837983.4
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104561835A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王克宏;郭宗和;張林;韓新建
• 申請（專利權）人: 濟源市金誠科技有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C37/10;C22C33/04;C22C33/08
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于合金技術，尤其涉及一種高強度耐磨合金鋼及其制備方法。

背景技術

傳統的鋼結硬質合金的制造工藝是粉末冶金燒結法，但由于手燒結設備及制作工藝的限制，而不能生產出大體積的弓箭，而燒結工藝復雜、周期長、成本高，因工件的體積大、中心部燒不透，孔隙、夾雜等缺陷就會明顯增多，導致合金的強度大大降低。用粉末冶金法燒結出來的鋼結硬質合金中的硬質相和粘結相，二相結合力弱，易在兩相上生成裂紋擴展，還會出現成分偏析，有空洞，不致密等組織上的缺陷，影響該材料的應用，只能作為冶金行業的導向輥和小型輥環及其它行業的小型耐磨零件實用。

發明內容

本發明的目的在于改變現有技術中的不足，而提供一種具有高強度、高硬度和耐磨性，又具有高塑性和高韌性的高強度耐磨合金鋼及其制備方法。

本發明所采用的技術方案：

一種高強度耐磨合金鋼，由以下重量百分數的原料組成，鐵：68％～73％、碳：2％～3.5％、硫：3％～3.2％、銅：0.8％～1.2％、鎢：5％～12％、鎳：1.8％～2.3％、鉻：1.8％～3％、錳：0.7％～1.5％、硅：0.7％～1.5％、磷：2.9％～3.4％、鋁：1.7～2.3％、氧化釩：0.9～1.2％。

一種高強度耐磨合金鋼的制備方法，包括以下步驟：

1)、將45～53％的鐵加入到溫度為1400～1600℃的高溫爐中進行熔化：

2)、向步驟1)中溶化后的鐵熔體中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200～1600℃，將鎢熔化；

3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵；

4)、待步驟3)中加入的鐵、鉻、鎳完全熔化后，再加入錳、硅、硫、磷以及氧化釩；

5)、待步驟4)中加入的物質完全溶化后，向爐中熔體中加入銅和鋁進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400～1700℃，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并加入打渣劑。

所述步驟5)所述打渣劑的加入量為每頓熔體加入打渣劑0.9-1.2千克。

本發明的有益效果：

1、本發明制備方法簡單，易于操作，且效率高、生產周期短、工藝靈活性大、適用范圍廣。

2、本發明合金鋼的制造成本與粉末冶金工藝相比，降低了30％以上，使用其制造復合軋輥的成本比二步法復合工藝降低了74％以上，且成品率達93％以上。

3、本發明合金鋼內部組織純凈度高，與粉末冶金生產工藝產品相比，在硬度、強度相同的條件下，電冶鋼結硬質合金材料的沖擊韌性明顯的高于粉冶的，其耐磨性比粉冶工藝的產品高1.5～2倍。

4、使用本發明合金鋼所加工出來的產品壽命明顯提高，可以使各種冷、熱模具的壽命明顯提高3～5倍。

具體實施方式

實施例1：一種高強度耐磨合金鋼，由以下重量百分數的原料組成，鐵：68％、碳：3.2％、硫：3％、銅：0.8％、鎢：12％、鎳：2％、鉻：2.6％、錳：1.1％、硅：1.3％、磷：3％、鋁：2.1％、氧化釩：0.9％。

一種高強度耐磨合金鋼的制備方法，包括以下步驟：

1)、將52％的鐵加入到溫度為1400～1600℃的高溫爐中進行熔化：

2)、向步驟1)中溶化后的鐵熔體中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200～1600℃，將鎢熔化；

3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵；

4)、待步驟3)中加入的鐵、鉻、鎳完全熔化后，再加入錳、硅、硫、磷以及氧化釩；

5)、待步驟4)中加入的物質完全溶化后，向爐中熔體中加入銅和鋁進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400～1700℃，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并加入打渣劑，打渣劑的加入量為每頓熔體加入打渣劑0.9-1.2千克。

實施例2：一種高強度耐磨合金鋼，由以下重量百分數的原料組成，鐵：73％、碳：2.3％、硫：3.1％、銅：1％、鎢：8％、鎳：2％、鉻：2.3％、錳：1.2％、硅：0.9％、磷：3％、鋁：2.3％、氧化釩：0.9％。

一種高強度耐磨合金鋼的制備方法，包括以下步驟：

1)、將48％的鐵加入到溫度為1400～1600℃的高溫爐中進行熔化：

2)、向步驟1)中溶化后的鐵熔體中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200～1600℃，將鎢熔化；

3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵；

4)、待步驟3)中加入的鐵、鉻、鎳完全熔化后，再加入錳、硅、硫、磷以及氧化釩；

5)、待步驟4)中加入的物質完全溶化后，向爐中熔體中加入銅和鋁進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400～1700℃，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并加入打渣劑，打渣劑的加入量為每頓熔體加入打渣劑0.9-1.2千克。