[發明專利]一種鐵?鋁?硼耐磨合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201510532489.1
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN105039860B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 符寒光;鞠江;蔣志強;馮錫蘭;魏永強;劉元朋;魏永輝;劉建偉;文振華;王振;侯軍興;馮憲章
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22C38/34
• 分類號: C22C38/34;C22C33/06;C21D6/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明公開了一種耐磨合金及其制備方法，特別涉及一種鐵-鋁-硼耐磨合金及其制備方法，屬于耐磨材料技術領域。

背景技術

耐磨材料在國民經濟中具有十分重要的地位。常用耐磨材料主要是高錳鋼、高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵，高錳鋼只有在強烈沖擊工礦下，發生奧氏體向馬氏體轉變，才會表現出有優異的耐磨性，而高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵中含有價格昂貴的鎳、鉬、釩、鈮等合金元素，導致生產成本高，市場競爭力弱。在此基礎上，國內外以廉價的硼為主要合金元素，開發成功了高硼耐磨合金。中國發明專利CN104611627公開了一種高硼耐磨復合錘頭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)先在電爐內熔煉錘柄材料低碳貝氏體鋼，錘柄材料低碳貝氏體鋼的化學組成及其質量分數是：0.18～0.24％C,2.85～3.00％Mn,1.30～1.60％Si,0.02～0.06％N,0.003～0.006％B,0.03～0.07％Nb,0.008～0.015％Ca,0.008～0.015％Ba,0.02～0.05％Y,<0.03％S,<0.04％P,余量Fe,并在鑄型中澆注成低碳貝氏體鋼錘柄預制件；在低碳貝氏體鋼錘柄預制件待與錘端接觸部位，直接鑄出兩個直徑的圓形通孔，圓形通孔中心間距100～130mm，圓形通孔位于錘柄預制件中心軸線上，且圓形通孔的軸垂直錘柄預制件中心軸；(2)帶圓形通孔的低碳貝氏體鋼錘柄預制件經清沙、打磨后，對待與錘端接觸部位先進行噴砂毛化，使其表面粗糙度達到250～350μm，然后用稀鹽酸浸洗，除去表面雜質及氧化皮，并在酒精中漂洗干凈，取出自然干燥，再在其表面涂覆一層硼砂，然后將錘柄預制件置于鑄型中，并澆注錘端材料高硼耐磨合金熔液，錘端材料高硼耐磨合金熔液的化學組成及其質量分數是：1.2～1.6％B,0.8～1.0％C,6.0～6.5％Cr,0.2～0.5％Si,2.2～2.4％Mn,0.60～0.75％Ti,0.08～0.15％Ce,1.0～1.2％Al,S<0.035％,P<0.040％,余量Fe，高硼耐磨合金熔液澆注溫度1480～1520℃，高硼耐磨合金熔液澆注完畢4～8小時后，開箱空冷鑄件，鑄件經清砂、打磨后，在加熱爐內加熱至920～950℃，保溫1～3小時后，出爐風冷鑄件，當溫度降至150℃以下時，重新將鑄件入爐加熱至420～450℃，保溫8～12小時后，爐冷至溫度低于120℃后，出爐空冷至室溫，即可獲得高硼耐磨復合錘頭。中國發明專利CN104099523還公開了一種葉輪用高碳高硼耐磨鋼，所述耐磨鋼各組分按質量分數如下：C：0.65～1.0％；Si：0.3～0.8％；Mn：1.0～1.5％；Cr：1.0～2.0％；B：0.4～0.8％；P：0～0.04％；S：0～0.04％；Ti：0.05～0.2％；余量為Fe；并按以下方式進行制備：S1：按質量分數稱取各原料，熔煉后進行澆注成型，得到耐磨鋼半成品；S2：將S1中獲得的耐磨鋼半成品入爐升溫至270～290℃保溫115～125min后，升溫至640～670℃保溫230～250min后，升溫至1000～1100℃保溫200～220min后，在油溫為110～130℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為12～15min，油淬后放入保溫爐中以20～100℃/h的升溫速率從室溫～100℃升溫至375～385℃保溫470～490min后，470～490min緩慢降溫至室溫，得到耐磨鋼。中國發明專利CN104073727還公開了一種無Mo高硼高硅耐磨合金及其韌性改善方法，屬于鋼鐵材料技術領域。該發明的高硼高硅耐磨合金的化學成分及重量百分比為：0.4～0.8％C，1.6～3.0％Si，0.6～1.6％Mn，0.0～2.0％Cr，0.1～2.0％B，0.05～0.15％Ce，P＜0.04％，S＜0.04％，余量為Fe。合金采用電爐熔煉。其韌化方法在于：1)加入鈦鐵合金對鑄態硼化物進行變質，將其由連續網狀分布變為獨立分布；2)將合金鑄件在350～450℃的鹽浴中進行熱處理，得到殘余奧氏體-無碳化物貝氏體雙相組織基體，其中殘余奧氏體的量控制在5～15％。中國發明專利CN103667897還公開了一種泵輸送管用高硼合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、硅0.7-1.1、錳3.2-3.4、硼0.1-0.25、鈦1.0-1.3、鉬0.12-0.14、鋁0.8-1.2、鎂2.3-2.5、Zr0.04-0.07、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。該發明在中低碳鋼的基礎上添加硼、鎂、錳等元素，使合金具有高的強度、硬度和韌性、耐熱疲勞性和耐磨性好。