[發(fā)明專利]一種用于采礦機械裝置的高強度合金及其生產(chǎn)方法

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• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105714180A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳瑾瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 桐鄉(xiāng)市搏騰貿(mào)易有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于采礦機械裝置的高強度合金及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

合金，是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。目前，商業(yè)上大量應用的鎢系合金經(jīng)變形并熱處理后最高強度也不超過1000MPa，這樣強度的合金材料還難以滿足高性能結(jié)構(gòu)材料的要求，因此，其大量應用于承載結(jié)構(gòu)件受到限制，特別是在采礦領(lǐng)域使用的裝置對合金強度的要求比較高。為提高合金材料的耐熱性和強韌性，科研工作者開展了大量研究工作。要想提高合金材料的強度可以通過添加顆?；蚶w維增強相，也可以通過強烈塑形變形或粉末冶金等復雜的制備方法。但上述兩種方法均無法制備大尺寸合金材料結(jié)構(gòu)件，因此其應用受到限制。添加合金元素強化合金材料是提高合金材料強度的一種簡單有效且經(jīng)濟實用的方法，目前在高強合金材料開發(fā)過程中通過添加大量的合金元素來提高強度使用的最為普遍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種性價比高、工藝簡單、易操作的用于采礦機械裝置的高強度合金及其生產(chǎn)方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于采礦機械裝置的高強度合金，按照質(zhì)量百分比的成分為碳3-4％，鎢0.5-20％，釩0.4-2.0％，鋅4-16％，鉬0.8-2.5％，鋯0.2-2％，鉻20-28％，鈮0.05-6％，硅0.2-2％，磷≤0.1％，余量為鐵。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述用于采礦機械裝置的高強度合金，按照質(zhì)量百分比的成分為：碳3.1-3.4％，鎢1.0-15.0％，釩0.5-1.0％，鋅5.0％-13.0％，鉬1.0-1.4％，鋯0.4-1.0％，鉻23-26％，鈮0.1-5.0％，硅0.6-1.0％，磷≤0.06％，余量為鐵。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述用于采礦機械裝置的高強度合金，按照質(zhì)量百分比的成分為：碳3.2％，鎢2.0％，釩0.7％，鋅8.0％，鉬1.2％，鋯0.7％，鉻25％，鈮1.0％，硅0.8％，磷0.06％，余量為鐵。

所述用于采礦機械裝置的高強度合金的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

1)稱料：按照上述質(zhì)量百分數(shù)，稱取原料；

2)熔煉：將步驟1)所得原料中的碳、鎢、鋅、鉬、硅、磷、鐵加入熔煉爐，進行熔煉并不斷攪拌，熔煉溫度為780-850℃，熔煉40-60min后再加入釩、鋯、鉻、鈮，然后升溫至1000-1200℃繼續(xù)熔煉2-4h并不斷攪拌；

3)精煉：往步驟2)熔煉得到的混合料中加入混合料質(zhì)量的0.1-0.25％的精煉劑，進行精煉并緩慢均勻攪拌，精煉溫度為850-900℃，精煉時間為15-30min；

4)鑄造：待步驟3)反應結(jié)束后，扒去金屬液表面的浮渣，接著將金屬液靜置10-20min后，進行鑄造成型；

5)時效處理：在鑄造成型完成后，對鑄造件進行空冷至350-400℃保溫3-4h，然后以20-40℃/h速率降溫至250-300℃，保溫3-4h，空冷至室溫即得。

作為本發(fā)明進一步的方案：步驟2)中將原料中的碳、鎢、鋅、鉬、硅、磷、鐵加入熔煉爐，進行熔煉并不斷攪拌，熔煉溫度為800-830℃，熔煉40-60min后再加入釩、鋯、鉻、鈮，然后升溫至1050-1150℃繼續(xù)熔煉2-4h并不斷攪拌。

作為本發(fā)明進一步的方案：步驟5)中對鑄造件進行空冷至360-390℃。

作為本發(fā)明進一步的方案：步驟5)中以25-35℃/h速率降溫至250-300℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明制得的合金室溫抗拉強度為1050-1550MPa，屈服強度為1010-1500MPa，維氏硬度400-510，洛氏硬度30-40。本發(fā)明所用原材料易于獲得，成本低，性價比高，工藝簡單，易操作，可明顯改善采礦機械裝置用合金強度低的問題，易于大規(guī)模生產(chǎn)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

本發(fā)明實施例中，一種用于采礦機械裝置的高強度合金，按照質(zhì)量百分比的成分為：碳3％，鎢0.5％，釩0.4％，鋅4％，鉬0.8％，鋯0.2％，鉻20％，鈮0.05％，硅0.2％，磷0.1％，余量為鐵。