[發明專利]一種含鈦高耐磨兼具耐蝕性能的打殼錘頭材料

在審

• 申請號: 201810623975.8
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108950431A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 劉國平;何成善
• 申請（專利權）人: 酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/04;C22C38/50;C22C38/02;C22C38/54;C22C38/44;C25C3/14
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 孫惠娜

本發明公開了一種含鈦高耐磨兼具耐蝕性能的打殼錘頭材料，按質量百分比計，包括C 0.16～0.25%，Cr 22～24%，Ni 8.0～10%，Mn 1～2%，Ti 0.5～0.8%，Si 0.7～1.2%，B 0.001～0.004%，Mo1.8～2.2，P≤0.05%，S≤0.01%，余量為Fe，本發明具備了高耐磨、抗電化學腐蝕、耐高溫氧化特性于一體的綜合材料性能，利用該材料生產的打殼錘頭使用壽命達12個月以上，與同類錘頭使用壽命介于2～9個月相比，壽命提高1.3～6倍，使得工人現場的更換次數相應下降，降低了現場職工的勞動強度。

技術領域

本發明涉及一種用于鋁電解打殼錘頭的材料技術領域，特別涉及一種含鈦高耐磨兼具耐蝕性能的打殼錘頭材料。

背景技術

目前，中部點式下料預焙鋁電解槽是鋁電解生產的主體設備，中部點式下料預焙槽的重要結構之一是打殼下料系統，作為打殼下料系統的工作部件—打殼錘頭，在實際工況中，長時間頻繁工作在強磁場、高溫、強電流、高腐蝕介質的環境中，打殼動作時間間隔平均68秒，打殼時跟電解質殼面沖擊摩擦，每次要浸泡在高達930℃（±5℃）的電解質中2-3秒，同時，由于打殼錘頭與殼面摩擦，受到殼面的側向力，產生電弧光，不斷對錘頭產生高溫電化腐蝕。

基于上述原因，現有打殼錘頭的使用壽命普遍較短，檢修職工在高磁場、高溫區域更換錘頭的勞動強度大，職業健康危害大。根據現場使用統計，普通材質如鑄造ZG235，鍛造Q235，在500KA鋁電解槽的使用壽命僅僅2～3個月，稀土高鉻鋼為代表的打殼錘頭在500KA鋁電解槽的使用壽命也低于6個月。多年來，研究者還嘗試了雙金屬復合鑄造打殼錘頭、耐磨堆焊打殼錘頭，但使用壽命均沒有大的提高。在材料研究方面，開發了高組分碳化鎢50%-70%+碳化鈦5%-10%的材料，雖然具有高耐磨性能，但耐電化學腐蝕及耐沖擊性能不足，價格較高。

因此，行業內急需一種抗電化學腐蝕、耐高溫氧化、高耐磨并兼具良好機械性能（沖擊韌性和強度）的打殼錘頭材料。

發明內容

本發明提供了一種含鈦高耐磨兼具耐蝕性能的打殼錘頭材料，解決了目前的打殼錘材料抗電化學腐蝕性能差，無法適應高溫氧化環境，且沖擊韌性和強度差的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案具體如下：

一種含鈦高耐磨兼具耐蝕性能的打殼錘頭材料，其特征在于：按質量百分比計，包括C0.16～0.25%， Cr 22～24%，Ni 8.0～10%，Mn 1～2%， Ti 0.5～0.8%，Si 0.7～1.2%，B0.001～0.004%，Mo1.8～2.2，P ≤0.05%，S ≤0.01%，余量為Fe。

材料的基體組織為Cr-Ni型具有耐高溫性能及耐電化學腐蝕特性的奧氏體不銹鋼組織。

本發明的有益效果是：

（1）本發明中由于質量分數8.0-10%的鎳元素及22-24%鉻元素的存在，在傳統奧氏體不銹鋼生產工藝配合下形成Cr-Ni型具有耐高溫特性及耐電化學腐蝕特性的奧氏體不銹鋼基體，同時由于質量分數0.5-0.8%鈦元素的存在以及奧氏體不銹鋼基體中大量形成碳化鈦析出相顆粒，碳化鈦析出相顆粒進入奧氏體不銹鋼基體中使之形成抗氧化及高耐磨特性的碳化鈦析出相并彌散分布于打殼錘頭材料內，使本材料具備了高耐磨、抗電化學腐蝕、耐高溫氧化特性于一體的綜合材料性能，利用該材料生產的打殼錘頭使用壽命達12個月以上，與同類錘頭使用壽命介于2～9個月相比，壽命提高1.3～6倍，使得工人現場的更換次數相應下降，降低了現場職工的勞動強度。

（2）由于碳是很強的奧氏體形成元素，在本發明中起到促成奧氏體組織形成的作用，同時適量的碳促進了碳化鈦析出相顆粒的形成，因此在高耐磨兼具高耐蝕性能的打殼錘頭材料中起到重要作用。