一种矿山专用低合金衬板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及耐磨材料【技术领域】，它公开了一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.38—0.48％，Si1.30—1.80％，Mn0.80—1.20％，Sc0.20—0.60％，Cr1.80—2.20％，Lu≤0.50％，S≤0.04％，P≤0.04％，余量为铁。本发明不含有钼、镍、铜等贵重金属，成本低，加入适量Sc、Lu，改善衬板的强度和耐磨性，提高衬板的淬透性，改善衬板组织，本发明低合金衬板具有良好的韧性，又具有较高的硬度，在冲击载荷下得到形变硬化，同时通过金相组织调整，可以在较大范围内控制其硬度与韧性的匹配关系；本发明使用寿命长，硬度适中，生产工艺简单。
【专利说明】一种矿山专用低合金衬板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐磨材料【技术领域】，尤其涉及到一种矿山专用低合金衬板。
【背景技术】
[0002] 衬板是球磨机中更换量大的备件，也是其主要易损件，年消耗量极大。它在工作时 受到钢球及矿料的反复的冲击、磨剥作用、矿浆的腐蚀以及磨损和腐蚀的交互作用，而造成 衬板表面材料材料的不断迁移。衬板的使用寿命或耐磨性问题是一个几位复杂且影响因素 很多的问题。解决途径有两个方面：一是开发新型适合此工况的耐磨材料；二是从磨矿工 艺方面来改善衬板所处的磨损环境。近年来，金属矿山广泛应用的衬板有金属衬板（高锰 钢衬板、合金衬板），磁性衬板和橡胶衬板。
[0003] 目前使用的金属衬板材质大多为高锰钢，在钢中加入13%左右的锰，这种钢水韧 处理后，可以获得单相奥氏体组织，具有良好的强度和韧性，并能在大冲击载荷作用下加工 硬化，其在强烈冲击加工硬化后表面硬度可有HV200左右上升到HV600左右甚至更高，适用 于带强烈冲击载荷的工况。由于在球磨机中，磨球对衬板的冲击作用小，故不能使高锰钢产 生足够的加工硬化作用，由于未能完全加工硬化，从而表面硬度低，耐磨潜能不能充分被发 挥，导致衬板磨损较快，寿命较低。又由于高锰钢的倔强强度低，衬板在使用过程中易发生 塑性变形，使得维修拆卸非常困难。近年来出现了采用耐磨铸铁制造球磨机衬板的报道，由 于耐磨铸铁脆性大，衬板使用中易出现断裂，影响球磨机的安全运行。用低合金钢制造球磨 机衬板，存在强度和硬度低、耐磨性差的不足，耐磨性仅比高锰钢略有提高。为了提高合金 钢的强韧性和耐磨性，通常都要加入钥、镍、铬、钨、钒等合金元素，随着合金资源的日益紧 缺，钥、镍、铬、钨、钒等合金供应日趋紧张，价格飞速上涨，导致普通钢铁耐磨材料生产成本 不断攀升。为延长衬板使用寿命，提高大型磨机运转率，进一步提高企业经济效益，研究既 耐磨又可靠、成本低的低合金衬板材料的探究和研制工作很有必要。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨可靠，成本低，表面硬度高的矿山专 用低合金衬板。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分： C0. 38-0. 48%, Sil. 30-1. 80%, MnO. 80-1. 20%, ScO. 20-0. 60%, Crl. 80-2. 20%, Lu 彡 0· 50%，S 彡 0· 04%，P 彡 0· 04%，余量为铁。
[0007] 优选的，所述矿山专用低合金衬板包括以下重量百分比的化学成分：CO. 37%， Sil. 46%，MnO. 95%，ScO. 50%，Cr2. 10%，LuO. 10%，SO. 005%，Ρ0· 005%，余量为铁。
[0008] 优选的，所述矿山专用低合金衬板包括以下重量百分比的化学成分：C0. 46%， Sil. 65%，Mnl. 00%，ScO. 40%，Crl. 85%，LuO. 25%，SO. 02%，Ρ0· 02%，余量为铁。
[0009] 更优选的，所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：
[0010] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配 料；
[0011] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1600- 1650°C ;
[0012] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0013] (4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温 度为1570- 1600°C，将元素合格的钢水在温度1500- 1530°C下进行细流浇铸；
[0014] (5)当铸件表面温度不超过600°C时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；
[0015] (6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至950- 1050°C，保温2- 3小时；然 后风冷淬火，然后250- 300°C回火2 - 2. 2小时，取出自然冷却即可。
[0016] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明不含有钥、镍、铜等贵重金属，成本 低，加入适量Sc、Lu，改善衬板的强度和耐磨性，提高衬板的淬透性，改善衬板组织，本发明 低合金衬板具有良好的韧性，又具有较高的硬度，在冲击载荷下得到形变硬化，同时通过金 相组织调整，可以在较大范围内控制其硬度与韧性的匹配关系；本发明使用寿命长，硬度适 中，生产工艺简单。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0018] 实施例一：
[0019] 一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 37%，Sil. 46%， Μη0· 95%，ScO. 50%，Cr2. 10%，LuO. 10%，SO. 005%，Ρ0· 005%，余量为铁；
[0020] 所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：
[0021] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配 料；
[0022] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1650°C ;
[0023] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0024] (4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温 度为1600°C，将元素合格的钢水在温度1530°C下进行细流浇铸；
[0025] (5)当铸件表面温度不超过600°C时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；
[0026] (6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至1050°C，保温3小时；然后风冷淬 火，然后2300°C回火2. 2小时，取出自然冷却即可。
[0027] 实施例二：
[0028] -种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 46%，Sil. 65%， Mnl. 00%，ScO. 40%，Crl. 85%，LuO. 25%，SO. 02%，Ρ0· 02%，余量为铁；
[0029] 所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：
[0030] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配 料；
[0031] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1600°C ;
[0032] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0033] (4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温 度为1570°C，将元素合格的钢水在温度1500°C下进行细流浇铸；
[0034] (5)当铸件表面温度不超过600°C时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；
[0035] (6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至950°C，保温2小时；然后风冷淬 火，然后250°C回火2小时，取出自然冷却即可。
[0036] 实施例三：
[0037] -种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 48%，Sil. 80%， Mnl. 20%，ScO. 60%，Cr2. 20%，LuO. 50%，余量为铁；
[0038] 所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：
[0039] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配 料；
[0040] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1630°C ;
[0041] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0042] (4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温 度为1580°C，将元素合格的钢水在温度1520°C下进行细流浇铸；
[0043] (5)当铸件表面温度不超过600°C时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；
[0044] (6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至1000°C，保温2. 5小时；然后风冷 淬火，然后270°C回火2. 1小时，取出自然冷却即可。
[0045] 实施例四：
[0046] -种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 38%，Sil. 30%， Μη0· 80%，ScO. 20%，Crl. 80%，LuO. 005%，SO. 04%，Ρ0· 04%，余量为铁；
[0047] 所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：
[0048] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配 料；
[0049] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1620°C ;
[0050] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0051] (4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温 度为1580°C，将元素合格的钢水在温度1510°C下进行细流浇铸；
[0052] (5)当铸件表面温度不超过600°C时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；
[0053] (6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至980°C，保温2. 2小时；然后风冷淬 火，然后260°C回火2小时，取出自然冷却即可。
[0054] 实施例五：
[0055] -种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 408 %， Sil. 50%，Μη0· 90%，ScO. 50%，Cr2. 00%，LuO. 30%，SO. 304%，Ρ0· 30%，余量为铁；
[0056] 所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：
[0057] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配 料；
[0058] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1640°C ;
[0059] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0060] (4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温
【权利要求】
1. 一种矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分： C0. 38-0. 48%, Sil. 30-1. 80%, MnO. 80-1. 20%, ScO. 20-0. 60%, Crl. 80-2. 20%, Lu 彡 0· 50%，S 彡 0· 04%，P 彡 0· 04%，余量为铁。
2. 根据权利要求1所述的矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比 的化学成分：C0. 37%，Sil. 46%，MnO. 95%，ScO. 50%，Cr2. 10%，LuO. 10%，S0. 005%， P0. 005%，余量为铁。
3. 根据权利要求1所述的矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比 的化学成分：C0. 46%，Sil. 65%，Mnl. 00 %，ScO. 40%，Crl. 85%，LuO. 25%，S0. 02%， P0. 02%，余量为铁。
4. 根据权利要求1至3之一所述的矿山专用低合金衬板的制作方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料； (2) 将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1600- 1650°C ; (3) 对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比； (4) 将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为 1570- 1600°C，将元素合格的钢水在温度1500- 1530°C下进行细流浇铸； (5) 当铸件表面温度不超过600°C时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨； (6) 将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至950- 1050°C，保温2- 3小时；然后风 冷淬火，然后250- 300°C回火2 - 2. 2小时，取出自然冷却即可。
【文档编号】C22C38/18GK104087845SQ201410286455
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】李根有, 李骏 申请人:宁国市正兴耐磨材料有限公司