一种用于采矿机械装置的高强度合金及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及机械材料技术领域，具体是一种用于采矿机械装置的高强度合金及其 生产方法。
【背景技术】
[0002] 合金，是由两种或两种W上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属 特性的物质。一般通过烙合成均匀液体和凝固而得。目前，商业上大量应用的鹤系合金经变 形并热处理后最高强度也不超过lOOOMPa，运样强度的合金材料还难W满足高性能结构材 料的要求，因此，其大量应用于承载结构件受到限制，特别是在采矿领域使用的装置对合金 强度的要求比较高。为提高合金材料的耐热性和强初性，科研工作者开展了大量研究工作。 要想提高合金材料的强度可W通过添加颗粒或纤维增强相，也可W通过强烈塑形变形或粉 末冶金等复杂的制备方法。但上述两种方法均无法制备大尺寸合金材料结构件，因此其应 用受到限制。添加合金元素强化合金材料是提高合金材料强度的一种简单有效且经济实用 的方法，目前在高强合金材料开发过程中通过添加大量的合金元素来提高强度使用的最为 普遍。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种性价比高、工艺简单、易操作的用于采矿机械装置的 高强度合金及其生产方法，W解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] -种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分为碳3-4%，鹤0.5-20%，饥0.4-2.0%，锋4-16%，钢0.8-2.5%，错0.2-2%，铭20-28%，妮0.05-6%，娃0.2- 2%，憐<0.1%，余量为铁。
[0006] 作为本发明进一步的方案:所述用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分 比的成分为:碳 3.1-3.4%，鹤1.0-15.0%，饥0.5-1.0%，锋5.0%-13.0%，钢1.0-1.4%，错 0.4-1.0%，铭23-26%，妮0.1-5.0%，娃0.6-1.0%，憐 <0.06%，余量为铁。
[0007] 作为本发明进一步的方案:所述用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分 比的成分为:碳3.2%，鹤2.0%，饥0.7%，锋8.0%，钢1.2%，错0.7%，铭25%，妮1.0%，娃 0.8%，憐0.06%，余量为铁。
[000引所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括W下步骤：
[0009] 1)称料:按照上述质量百分数，称取原料；
[0010] 2)烙炼:将步骤1)所得原料中的碳、鹤、锋、钢、娃、憐、铁加人烙炼炉，进行烙炼并 不断揽拌，烙炼溫度为780-850°C，烙炼40-60min后再加入饥、错、铭、妮，然后升溫至1000-1200°C继续烙炼2-4h并不断揽拌；
[0011] 3)精炼:往步骤2)烙炼得到的混合料中加入混合料质量的0.1-0.25%的精炼剂， 进行精炼并缓慢均匀揽拌，精炼溫度为850-900°C，精炼时间为15-30min;
[0012] 4)铸造：待步骤3)反应结束后，化去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置10-20min后，进行铸造成型；
[0013] 5)时效处理:在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至350-400°C保溫3-地，然后 W 20-40 °C A速率降溫至250-300 °C，保溫3-地，空冷至室溫即得。
[0014] 作为本发明进一步的方案:步骤2)中将原料中的碳、鹤、锋、钢、娃、憐、铁加入烙炼 炉，进行烙炼并不断揽拌，烙炼溫度为800-830°C，烙炼40-60min后再加入饥、错、铭、妮，然 后升溫至1050-1150°C继续烙炼2-4h并不断揽拌。
[0015] 作为本发明进一步的方案:步骤5)中对铸造件进行空冷至360-390°C。
[0016] 作为本发明进一步的方案:步骤5)中W25-35°C/h速率降溫至250-300°C。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0018] 本发明制得的合金室溫抗拉强度为1050-1550M化，屈服强度为1010-1500MPa，维 氏硬度400-510,洛氏硬度30-40。本发明所用原材料易于获得，成本低，性价比高，工艺简 单，易操作，可明显改善采矿机械装置用合金强度低的问题，易于大规模生产。
【具体实施方式】
[0019] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0020] 实施例1
[0021] 本发明实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分 为：碳3%，鹤0.5%，饥0.4%，锋4%，钢0.8%，错0.2%，铭 20%，妮0.05%，娃0.2%，憐 0.1%，余量为铁。
[0022] 所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括W下步骤：
[0023] 1)称料:按照上述质量百分数，称取原料。
[0024] 2)烙炼:将步骤1)所得原料中的碳、鹤、锋、钢、娃、憐、铁加人烙炼炉，进行烙炼并 不断揽拌，烙炼溫度为780°C，烙炼40min后再加入饥、错、铭、妮，然后升溫至1000°C继续烙 炼化并不断揽拌。
[0025] 3)精炼:往步骤2)烙炼得到的混合料中加入混合料质量的0.1 %的精炼剂，进行精 炼并缓慢均匀揽拌，精炼溫度为850°C，精炼时间为15min。
[0026] 4)铸造:待步骤3)反应结束后，化去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置IOmin 后，进行铸造成型。
[0027] 5)时效处理:在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至350°C保溫化，然后W20°C/ h速率降溫至250°C，保溫化，空冷至室溫即得。
[0028] 实施例2
[0029] 本发明实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分 为:碳4%，鹤20 %，饥2.0%，锋16%，钢2.5%，错2%，铭28%，妮6%，娃2%，憐0.1 %，余量 为铁。
[0030] 所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括W下步骤：
[0031 ] I)称料:按照上述质量百分数，称取原料。
[0032] 2)烙炼:将步骤1)所得原料中的碳、鹤、锋、钢、娃、憐、铁加人烙炼炉，进行烙炼并 不断揽拌，烙炼溫度为850°C，烙炼60min后再加入饥、错铭、妮，然后升溫至1200°C继续烙炼 地并不断揽拌。
[0033] 3)精炼:往步骤2)烙炼得到的混合料中加入混合料质量的0.25 %的精炼剂，进行 精炼并缓慢均匀揽拌，精炼溫度为90(TC，精炼时间为30min。
[0034] 4)铸造:待步骤3)反应结束后，化去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置20min 后，进行铸造成型。
[0035] 5)时效处理:在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至400°C保溫地，然后W40°C/ h速率降溫至300°C，保溫地，空冷至室溫即得。
[0036] 实施例3
[0037] 本发明实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分 为:碳3.1%，鹤 1.0%，饥 0.5%，锋5.0%，钢 1.0%，错0.4%，铭23%，妮 0.1%，娃 0.6%，憐 0.06%，余量为铁。
[0038] 所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括W下步骤：
[0039] 1)称料:按照上述质量百分数，称取原料。
[0040] 2)烙炼:将步骤1)所得原料中的碳、鹤、锋、钢、娃、憐、铁加人烙炼炉，进行烙炼并 不断揽拌，烙炼溫度为800°C，烙炼45min后再加入饥、错、铭、妮，然后升溫至1050°C继续烙 炼2.化并不断揽拌。
[0041 ] 3)精炼:往步骤2)烙炼得到的混合料中加入混合料质量的0.15 %的精炼剂，进行 精炼并缓慢均匀揽拌，精炼溫度为86(TC，精炼时间为20min。
[0042] 4)铸造:待步骤3)反应结束后，化去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置12min 后，进行铸造成型。
[0043] 5)时效处理:在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至360°C保溫3.化，然后W25 °C A速率降溫至260°C，保溫3.化，空冷至室溫即得。
[0044] 实施例4
[0045] 本发明实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分 为:碳3.4%，鹤15.0%，饥1.0%，锋13.0%，钢1.4%，错1.0%，铭26%，妮5.0%，娃1.0%， 憐0.06%，余量为铁。
[0046] 所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括W下步骤：
[0047] 1)称料:按照上述质量百分数，称取原料。
[0048] 2)烙炼:将步骤1)所得原料中的碳、鹤、锋、钢、娃、憐、铁加入烙炼炉，进行烙炼并 不断揽拌，烙炼溫度为830trC，烙炼55min后再加入饥、错、铭、妮，然后升溫至115(TC继续 烙炼3.化并不断揽拌。
[0049 ] 3)精炼:往步骤2)烙炼得到的混合料中加入混合料质量的0.2 %的精炼剂，进行精 炼并缓慢均匀揽拌，精炼溫度为890°C，精炼时间为25min。
[0050] 4)铸造:待步骤3)反应结束后，化去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置ISmin 后，进行铸造成型。
[0051 ] 5)时效处理:在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至390°C保溫3.化，然后W35 °C A速率降溫至290°C，保溫3.化，空冷至室溫即得。
[0化2] 实施例5
[0053] 本发明实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分 为:碳3.2%，鹤2.0%，饥0.7%，锋8.0%，钢1.2%，错0.7%，铭25%，妮 1.0%，娃 0.8%，憐 0.06%，余量为铁。
[0054] 所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括W下步骤：
[0055] 1)称料:按照上述质量百分数，称取原料。
[0056] 2)烙炼:将步骤1)所得原料中的碳、鹤、锋、钢、娃、憐、铁加人烙炼炉，进行烙炼并 不断揽拌，烙炼溫度为SiOtrc,烙炼5〇min后再加入饥、错、铭、妮，然后升溫至Iiocrc继续 烙炼化并不断揽拌。
[0057] 3)精炼:往步骤2)烙炼得到的混合料中加入混合料质量的0.15 %的精炼剂，进行 精炼并缓慢均匀揽拌，精炼溫度为87(TC，精炼时间为20min。
[0058] 4)铸造:待步骤3)反应结束后，化去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置15min 后，进行铸造成型。
[0059] 5)时效处理:在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至370°C保溫3.化，然后W30 °C A速率降溫至270°C，保溫3.化，空冷至室溫即得。
[0060] 根据国标GB228-2002的标准，对本实施例1-5所得各种合金进行室溫力学性能测 试。结果如表1所示。
[0061] 表 1
[0062]
[0063] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够W其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。
[0064] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加 W描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的运种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可W经适当组合，形成本领域技术人员 可W理解的其他实施方式。
【主权项】
1. 一种用于采矿机械装置的高强度合金，其特征在于，按照质量百分比的成分为:碳3-4%，钨0.5-20%，钒0.4-2·0%，锌4-16%，钼0.8-2.5%，锆0.2-2%，铬20-28%，铌0.05-6%，硅0.2-2%，磷<0.1%，余量为铁。2. 根据权利要求1所述的用于采矿机械装置的高强度合金，其特征在于，按照质量百分 比的成分为:碳3.1-3.4%，钨1.0-15.0%，钒0.5-1.0%，锌5.0%-13.0%，钼1.0-1.4%，锆 0.4-1 ·0%，铬23-26%，铌0.1-5.0%，硅0.6-1 ·0%，磷 <0.06%，余量为铁。3. 根据权利要求2所述的用于采矿机械装置的高强度合金，其特征在于，按照质量百分 比的成分为:碳3.2%，钨2.0%，钒0.7%，锌8.0%，钼1.2%，锆0.7%，铬25%，铌1.0%，硅 0.8%，磷0.06%，余量为铁。4. 一种如权利要求1-3任一所述的用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，其特 征在于，包括以下步骤： 1) 称料:按照上述质量百分数，称取原料； 2) 熔炼:将步骤1)所得原料中的碳、钨、锌、钼、硅、磷、铁加入熔炼炉，进行熔炼并不断 搅拌，熔炼温度为780-850°C，熔炼40-60min后再加入钒、锆、铬、铌，然后升温至1000-1200 °(：继续熔炼2-4h并不断搅拌； 3) 精炼:往步骤2)熔炼得到的混合料中加入混合料质量的0.1-0.25%的精炼剂，进行 精炼并缓慢均匀搅拌，精炼温度为850-900 °C，精炼时间为15-30min; 4) 铸造:待步骤3)反应结束后，扒去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置10-20min 后，进彳丁铸造成型； 5) 时效处理:在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至350-400 °C保温3-4h，然后以20-40°C/h速率降温至250-300°C，保温3-4h，空冷至室温即得。5. 根据权利要求4所述的用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，其特征在于，步 骤2)中将原料中的碳、钨、锌、钼、硅、磷、铁加入熔炼炉，进行熔炼并不断搅拌，熔炼温度为 800-830°C，熔炼40-60min后再加入钒、锆、铬、铌，然后升温至1050-1150°C继续熔炼2-4h并 不断搅拌。6. 根据权利要求4所述的用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，其特征在于，步 骤5)中对铸造件进行空冷至360-390 °C。7. 根据权利要求4所述的用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，其特征在于，步 骤5)中以25-35°C/h速率降温至250-300°C。
【专利摘要】本发明公开了一种用于采矿机械装置的高强度合金及其生产方法，该高强度合金按照质量百分比的成分为碳3?4％，钨0.5?20％，钒0.4?2.0％，锌4?16％，钼0.8?2.5％，锆0.2?2％，铬20?28％，铌0.05?6％，硅0.2?2％，磷≤0.1％，余量为铁。按照上述质量百分数，称取原料；经过熔炼、精炼、铸造、时效处理等步骤即得。本发明制得的合金室温抗拉强度为1050?1550MPa，屈服强度为1010?1500MPa，维氏硬度400?510，洛氏硬度30?40。本发明所用原材料易于获得，成本低，性价比高，工艺简单，易操作，可明显改善合金强度低的问题，易于大规模生产。
【IPC分类】C22C33/08, C22C37/10
【公开号】CN105714180
【申请号】CN201610096916
【发明人】陈瑾玮
【申请人】桐乡市搏腾贸易有限公司