[發明專利]一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法

在審

• 申請號: 201811606473.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109518088A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 馬煜林;孫彬;張瑜;陳書;王慶順;劉春明;劉越
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/32;C22C38/38
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 趙越

一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法，本發明屬于鐵冶金領域，該方法包括如下步驟：（1）采用真空感應爐熔煉澆鑄成型，鑄件的鑄造冷卻速率為5~20℃/min；（2）耐磨鋼成型后熱處理工藝中最大加熱溫度≤1200℃，保溫一段時間，水冷或油冷至室溫；（3）以耐磨鋼最大壁厚尺寸計，每10mm保溫時間≤1h。本發明提供的合金成分設計制備方法，結合熱處理的工藝控制，使耐磨鋼基體中自發形成大量高硬度、高耐磨性的氮化硼夾雜物，達到發性增強耐磨鋼耐磨性的效果。

技術領域

本發明涉及一種冶金方法，特別是涉及一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法。

背景技術

耐磨鋼是廣泛應用于各種磨損工況的一類耐磨材料，如冶金、礦山。建材、電力、鐵路和軍事等各個部門中。據不完全統計，我國每年因工件磨損而造成的經濟損失每年約400億元，耐磨材料也成為影響現代生產效率的重要因素。隨著科技的進步，新材料的研發，新型耐磨鋼鋼種層出不窮，其綜合力學性能、耐磨性能和使用壽命都在逐步提高。耐磨鋼增強耐磨性的途徑主要有兩種，一是增加鋼種的錳含量，得到含錳10~20%的高錳耐磨鋼。高錳鋼室溫下的基體組織為單相奧氏體或帶有少量碳化物的組織，因此能夠具有較高的塑性和韌性。二是向耐磨鋼中加入Cr、Nb、Mg和稀土等元素，改善顯微組織與碳化物的形態和分布，從而達到增強耐磨鋼耐磨性的效果。

上述兩種傳統的增強耐磨鋼耐磨性的途徑可實現較好的效果，但成本大幅提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法，本發明的目的是提供一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法及其制備，結合成分設計，通過熱處理的調控使耐磨鋼中自發形成高硬度、高耐磨性的大量微米級氮化硼夾雜物，達到自發性增強耐磨鋼耐磨性的效果。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法，所述方法包括以下制備過程：

制備自發性增強耐磨鋼的合金成分如下：B：0.01~0.03；N：0.03~0.06；Nb：＜0.02%；Ti：＜0.001%；Al：＜0.05%；V：＜0.1%，鋼中C、Si、Mn、Cr、Mo元素根據要求可自行調整，余量是Fe和雜質，所述雜質為：P≤0.01%；S≤0.001%；Cu≤0.02%；

制備步驟如下：

（1）采用真空感應爐熔煉澆鑄成型，鑄件的鑄造冷卻速率為5~20℃/min；

（2）耐磨鋼成型后熱處理工藝中最大加熱溫度≤1200℃，保溫一段時間，水冷或油冷至室溫；

（3）以耐磨鋼最大壁厚尺寸計，保溫時間每10mm保溫≤1h。

所述的一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法，所述耐磨鋼澆注成型后，鑄件的鑄造冷卻速率為10℃/min。

所述的一種自發性增強耐磨鋼耐磨性的方法，所述耐磨鋼成型后熱處理工藝中最大加熱溫度為1100℃，以耐磨鋼最大壁厚尺寸計，保溫時間為0.05 h/mm。

本發明的優點與效果是：

本發明能夠實現增強耐磨鋼耐磨性的同時能夠在極小的幅度內提高成本。

本發明通過冶金的成分設計，通過向耐磨鋼中引入B和N元素，嚴格控制Nb、Ti、Al和V的含量，并結合制備工藝參數的控制使耐磨鋼中自發的形成高硬度、高耐磨性的氮化硼夾雜，從而增強耐磨鋼的耐磨性。立方氮化硼是繼人造金剛石問世后出現的又一種新型物質，具有很高的硬度、熱穩定性和化學惰性，對鐵系金屬元素有較大的化學穩定性，同時其磨削性能也十分優異。本發明提出通過合金成分設計，向耐磨鋼中引入B和N元素，嚴格控制Nb、Ti、Al和V的含量，在冶金過程中，使耐磨鋼基體自發形成高硬度和高耐磨性的氮化硼夾雜物。B和N均為廉價元素，且加入量較少，能夠在極小的幅度內提高成本，同時較大幅度提高耐磨鋼的耐磨性。