[發明專利]襯套及襯套的制備方法和裝置

在審

• 申請號: 201610167865.6
• 申請日: 2016-03-13
• 公開（公告）號: CN107177785A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 孫平;姚永茂;王暖鵬;吳來帝;趙劍波
• 申請（專利權）人: 青島藍鼎華昆耐磨鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C32/00;B22D13/10;F16C33/12;F16C33/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及耐磨零件制造領域，尤其涉及耐磨襯套領域。

背景技術

襯套是常用的耐磨機械零件，工作中需承受強烈的磨損和沖擊，服役壽命有限。為有效提高襯套的工作壽命，應根據其工況條件選擇合適的材質和加工方法。采用奧氏體錳鋼材質可以利用其工作中的沖擊，充分發揮奧氏體錳鋼的沖擊硬化效果。但液態奧氏體錳鋼的冷卻過程屬于中間凝固方式，介于逐層凝固和糊狀凝固之間，導致奧氏體晶粒度僅能達到0-2級，晶粒粗大造成高錳鋼的力學性能不夠高。而且，由于高錳鋼原材料成分復雜，雜質含量高，在冶煉過程容易形成氣孔和夾雜等缺陷，因而影響到高錳鋼性能的發揮。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種具有高級耐磨屬性的襯套。

本發明另一所要解決的技術問題在于，提供一種襯套的制備方法，以獲得具高致密度的襯套。

本發明又一所要解決的技術問題在于，提供一種襯套的制備裝置，以制得具高級耐磨襯套。

為解決上述技術問題，本發明首先提供一種襯套，其特征在于，以奧氏體錳鋼為基體材料，所述基體材料中均勻彌散分布有納米改性劑，所述納米材料包括氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、碳化鋯、硼化硅、硼化鋯及稀土氧化物中的至少一種，述納米材料的含量占襯套總重量的0.01％-0.30％。

進一步地，所述襯套中錳合金含量占襯套總重量的6-18％。

進一步地，所述襯套為筒狀。

本發明還提供一種襯套的制備方法，包括：

烘干步驟：以奧氏體錳鋼為原材料進行加熱烘干，以去除原材料的水分；

冶煉步驟：對烘干后的原材料進行冶煉，并通過造渣和除渣減少金屬液的 雜質；

凈化步驟：當冶煉獲得的鋼液到達出爐溫度后，將鋼液轉入內置液態納米變質劑的澆包中進行納米變質，以進一步細化晶粒、凈化鋼液，使納米改性劑在鋼液中達到彌散分布；

離心鑄造步驟：將凈化后的鋼液注入事先在內壁涂裝有納米材料的離心鑄造模具中進行離心鑄造，鑄造過程中實現再次納米變質及細化晶粒；及

冷卻步驟：冷卻后取出襯套。

本發明還提供一種襯套的制備裝置，包括與臥式或立式離心鑄造機連接的底座、固定于所述底座并可隨所述底座轉動的模具、位于所述模具內部的內墊、位于所述模具外端的外墊、擋在所述外墊外側的擋板、與所述模具連接的緊固架、及被壓入所述緊固架且位于所述擋板外側的固定塊。

采用上述技術方案后，本發明至少具有如下有益效果：借助將納米材料加注到液態高錳鋼中，細化晶粒，極大改善高錳鋼的金相組織和襯套的力學性能。通過加注納米材料，金屬組織晶粒極度細化，鋼液純凈，力學性能指標提高，耐磨性更好，起到優化改性的目的。

附圖說明

圖1是本發明襯套和襯套的制備裝置的剖視圖。

圖2是本發明襯套的制備方法的流程框圖。

圖3是未加入納米改性劑的襯套的金相圖。

圖4是本發明加入納米改性劑的襯套的金相圖。

圖5是本發明另一加入納米改性劑的襯套的金相圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互結合，下面結合附圖和具體實施例對本申請作進一步詳細說明。

如圖1所示，本發明一種襯套4，以奧氏體錳鋼為基體材料制成筒狀體，所述基體材料中均勻彌散分布有納米改性劑。其中，所述納米材料包括氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、碳化鋯、硼化硅、硼化鋯及稀土氧化物中的至少一種，述納米材料的含量占襯套總重量的0.01％-0.30％；所述襯套4中錳合金含量占襯套4總重量的6-18％。

如圖2所示，本發明一種襯套的制備方法，包括以下步驟：

烘干步驟：以奧氏體錳鋼為原材料進行加熱烘干，以去除原材料的水分；

冶煉步驟：對烘干后的原材料進行冶煉，并通過造渣和除渣減少金屬液的雜質；

凈化步驟：當冶煉獲得的鋼液到達出爐溫度后，將鋼液轉入內置液態納米變質劑的澆包中進行納米變質，以進一步細化晶粒、凈化鋼液，使納米改性劑在鋼液中達到彌散分布；

離心鑄造步驟：將凈化后的鋼液注入事先在內壁涂裝有納米材料的離心鑄造模具中進行離心鑄造，鑄造過程中實現再次納米變質及細化晶粒；

冷卻步驟：冷卻后取出襯套；及

水韌步驟：對冷卻后取出的襯套進行水韌處理。