专利名称：一种衬板用高硼铸钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸钢，特别是一种硼元素含量较高，可用于球磨机衬板上，具有良好耐磨性能得铸钢。
背景技术：
材料磨损是材料破坏的三大形式之一，造成的经济损失相当惊人。据统计，由磨损造成的经济损失，美国约500亿美元/年，德国约300亿马克/年。我国每年因磨损造成球磨机磨球消耗近230万吨，球磨机和各种破碎机衬板消耗近50万吨。磨损是冶金、矿山、机械、电力、煤炭、石油、交通、军工等许多工业部门普遍存在并成为引起设备失效或材料破坏的一个重要原因，也是造成经济损失最多的问题之一。
高锰钢是一种应用广泛的耐磨材料，它的最大特点是高韧性(Akv > 150J)和具有高冲击作用下得硬化能力，但在中、小型球磨机衬板的工况下，由于冲击作用不够强烈，不能充分发挥其加工硬化的特性，其耐磨性在很大程度上受到抑制。低、中合金耐磨钢是以硅、锰为基础，加入铬、钼以及其它微量元素而发展起来的。其合金系统由成分简单的单一锰系、硅系、铬系、铬锰系到成分复杂的铬、锰、硅、钼及其他微量元素的多元复合系统。低、 中合金耐磨钢具有较好的强韧性，低、中冲击载荷下的耐磨性优于高锰钢，但存在淬透性和淬硬性低的不足，耐磨性较差。镍硬铸铁的高铬白口铸铁具有高硬度和优异的耐磨性，但含有较多镍、铬等合金元素，生产成本高，而且其组织结构中含有较多碳化物，脆性大，衬板使用中易剥落甚至断裂，安全性差。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不含钼、镍高价元素，以低价硼为主要合金元素，可制造球磨机衬板等抗磨部件的高强度耐磨铸钢。
为解决上述问题，本发明的技术方案是为所述铸钢的化学成分及其质量百分比为C < 0. 4 ；Si 0. 40-0. 8 ；Mn 0. 5-1. 2 ； Cr 0. 5-1. 2 ；B 1. 2-3. 0 ;Re < 0. 2 ;V < 0. 1 ； Ti < 0. 1。
所述铸钢经热处理前，其铸态组织为亚共晶组织，由铁素体、珠光体、马氏体和共晶硼化物组成。先进行950-980°C X2h+水冷的淬火工艺，再在200-250°C X4h+空冷回火处理，其显微组织是板条马氏体，硬度大于58HRC，冲击韧性大于12J/cm2，淬透层深度大于 40mm ο
本发明的有益效果解决了高锰钢备件使用寿命短、更换频繁和高铬铸铁及普通合金铸钢备件韧性低、脆性大以及使用中易破断的难题。提供了一种以廉价硼为主要合金元素低成本、高强度、高耐磨合金铸钢。
具体实施方式
本发明提供了一种不含钼、镍高价元素，以低价硼为主要合金元素，可制造球磨机衬板等抗磨部件的耐磨铸钢，其所述铸钢的化学成分及其质量百分比为C :< 0. 4 ；Si 0. 40-0. 8 ；Mn 0. 5-1. 2 ； Cr 0. 5-1. 2 ；B 1. 2-3. 0 ；Re < 0. 2 ；V < 0. 1 ；Ti < 0. 1。其中，各合金所具有的主要功能为碳(C)碳含量越高，钢的强度和硬度值增加，而塑性和韧性指标降低； 硅(Si)强化铁素体，提高抗拉强度和屈服强度，提高耐热性和耐蚀性，降低塑性和韧性；锰(Mn)提高强度，硬度和耐磨性； 铬(Cr)降低钢的导热性，提高钢的耐磨性；硼(B)硼元素作为微量元素加入钢中，能显著提高钢的淬透性，另外，硼与钛复合加入钢中，可形成细小的TB2，改善铸钢的强度和耐磨性；铼(Re) = Re加入钢中具有脱硫、除气的作用，并能改变硫化夹杂物的形态以减轻其在铸钢件中的危害，同时铼与液态金属反应生成的细小粒子，具有加速凝固的形核作用，提高钢水纯净度，限制枝晶偏析，提高钢的冲击韧性；钒(V):V和钢中的C，N，0都有极强的亲和力，与之形成相应的极为稳定的化合物，这些化合物微粒可作为新相的结晶核心，因此，V元素有明显的细化晶粒作用；钛(Ti):明显细化铸钢晶粒，减少枝晶偏析，提高钢的强度和韧性，改善钢的耐磨性。
本发明的衬板用高硼耐磨铸钢，先进行950-980°C X 2h+水冷的淬火工艺，再在 200-2500C X4h+空冷回火处理，其显微组织是板条马氏体，硬度大于58HRC，冲击韧性大于 12J/cm2,淬透层深度大于40mm。
通过上述合金技术方案的揭示可见，本发明中合金钢具有高强度、高耐磨、低成本等特点，特别适合用作球磨机衬板等抗磨部件。
本发明所揭示的实施例，将通过权利要求得到体现和保护，任何根据本发明中所得到的启示，均落入本发明所保护的范围之中。
权利要求
1.一种衬板用高硼铸钢，其特征在于，其所述铸钢的化学成分及其质量百分比为C:<0. 4 ；Si 0. 40-0. 8 ；Mn 0. 5-1. 2 ；Cr 0. 5-1. 2 ；B 1. 2-3. 0 ；Re < 0. 2 ;V < 0. 1 ；Ti <0. 1。
2.根据权利要求1所述的衬板用高硼铸钢，其特征在于所述铸钢经热处理后，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于12J/cm2，淬透层深度大于40mm。
3.根据权利要求2所述的衬板用高硼铸钢，其特征在于所述热处理工艺过程为所述铸钢先进行950-980°C X2h+水冷的淬火工艺，再在200-250°C X4h+空冷回火处理。
4.根据权利要求1或2或3所述的衬板用高硼铸钢，其特征在于所述铸钢的铸态组织是亚共晶组织，由铁素体、珠光体、马氏体和共晶硼化物组成。
5.根据权利要求2或3所述的无钼镍高强度耐磨铸钢，其特征在于所述铸钢经热处理后，其显微组织是板条马氏体。
全文摘要
本发明公开了一种以低价硼为主要合金元素，可制造球磨机衬板的高硼耐磨铸钢，其所述铸钢的化学成分及其质量百分比为C＜0.4；Si0.40-0.8；Mn0.5-1.2；Cr0.5-1.2；B1.2-3.0；Re＜0.2；V＜0.1；Ti＜0.1，所述铸钢先进行950-980℃×2h+水冷的淬火工艺，再在200-250℃×4h+空冷回火处理，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于12J/cm2，淬透层深度大于40mm。
文档编号C21D1/18GK102517504SQ201110424250
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者郭凯成 申请人:张家港市鼎力铸钢有限公司