一种抗冲击低磨耗耐磨材料的制作方法

文档序号:14242320阅读:133来源:国知局

本发明涉及耐磨材料技术领域,尤其涉及一种抗冲击低磨耗耐磨材料。



背景技术:

耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。目前,耐磨材料存在成分不合理,导致耐磨材料磨耗高,抗冲击性能差,限制了耐磨材料的发展。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种抗冲击低磨耗耐磨材料,通过优化配比,得到的耐磨材料抗冲击性能好,磨耗低,使用寿命长。

本发明提出了一种抗冲击低磨耗耐磨材料,其原料按质量百分数包括以下成分:c:0.12-0.28%、mg:0.04-0.12%、b:0.1-0.25%、si:0.2-0.5%、sc:0.15-0.3%、ti:0.15-0.4%、v:0.12-0.25%、cr:13.2-15.8%、mn:0.3-0.55%、co:0.1-0.2%、ni:0.25-0.4%、cu:0.1-0.2%、y:0.05-0.12%、sr:0.05-0.1%、nb:0.1-0.2%、mo:0.1-0.25%、la:0.1-0.2%、ce:0.25-0.4%、nd:0.1-0.2%、gd:0.1-0.2%,其余为fe及不可避免的杂质。

具体实施方式中,c的质量百分数还可以为0.14%、0.16%、0.18%、0.2%、0.24%、0.26%,mg的质量百分数还可以为0.05%、0.06%、0.08%、0.1%、0.11%,b的质量百分数还可以为0.12%、0.15%、0.18%、0.2%、0.22%、0.24%,si的质量百分数还可以为0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%,sc的质量百分数还可以为0.18%、0.2%、0.22%、0.25%、%、0.28%,ti的质量百分数还可以为0.2%、0.25%、0.3%、0.35%,v的质量百分数还可以为0.15%、0.18%、0.2%、0.22%、0.24%,cr的质量百分数还可以为13.5%、13.8%、14.2%、14.5%、14.8%、15.2%,mn的质量百分数还可以为0.34%、0.38%、0.42%、0.45%、0.48%、0.52%,co的质量百分数还可以为0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,ni的质量百分数还可以为0.28%、0.32%、0.35%、0.38%,cu的质量百分数还可以为0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,y的质量百分数还可以为0.06%、0.07%、0.08%、0.1%、0.11%,sr的质量百分数还可以为0.06%、0.07%、0.08%、0.09%,nb的质量百分数还可以为0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,mo的质量百分数还可以为0.12%、0.15%、0.18%、0.2%、0.22%、0.24%,la的质量百分数还可以为0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,ce的质量百分数还可以为0.28%、0.3%、0.32%、0.35%、0.38%,nd的质量百分数还可以为0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,gd的质量百分数还可以为0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,其余为fe及不可避免的杂质。

优选地,其原料按质量百分数包括以下成分:c:0.15-0.25%、mg:0.06-0.1%、b:0.15-0.2%、si:0.25-0.45%、sc:0.2-0.25%、ti:0.2-0.35%、v:0.15-0.22%、cr:13.5-15.2%、mn:0.35-0.5%、co:0.12-0.18%、ni:0.3-0.35%、cu:0.12-0.18%、y:0.06-0.1%、sr:0.06-0.08%、nb:0.12-0.18%、mo:0.15-0.2%、la:0.12-0.18%、ce:0.3-0.35%、nd:0.12-0.18%、gd:0.12-0.18%,其余为fe及不可避免的杂质。

优选地,la、ce、nd、gd之间的质量分数满足以下关系式:0.7%≤wla+wce+wnd+wgd≤0.85%,其中,wla、wce、wnd、wgd分别为la、ce、nd、gd的质量分数。

优选地,b、si、ti、mn之间的质量分数满足以下关系式:1%≤wb+wsi+wti+wmn≤1.4%,其中,wb、wsi、wti、wmn分别为b、si、ti、mn的质量分数。

优选地,c、b、ti之间的质量分数满足以下关系式:wc=wb+wti-k,其中,k取0.12%~0.2%,wc、wb、wti分别c、b、ti的质量分数。

本发明采用常规制备工艺制得。

本发明中通过降低c含量,同时优化cr、ni、mn、cu、v的含量,为本发明制品具有良好的耐磨性、韧性、强度、硬度和抗蠕变性奠定了基础;通过选择并控制b、si、ti、mn的含量,并优化c、si、v、mo的含量在1%≤wb+wsi+wti+wmn≤1.4%范围内,b、si、ti、mn相互配合,具有良好的协同作用,有效脱除氧气、氢气,并对氮气具有良好的固定作用,有效净化晶界,改善本发明制品组织结构,同时抑制先共析铁素体形成,促进针状铁素体的形成,使本发明制品内部组织紧密,具有位错强化效果,有效提高本发明制品耐磨性、抗蠕变性、强度、冲击韧性等力学性能;再通过增加稀土元素la、ce、nd、gd在本发明制品中的含量,有效净化组织结构,减少非金属夹杂,细化晶粒,使本发明制品组织致密,进一步提高本发明制品冲击韧性与耐温性,改善本发明制品各向异性性能,综合改善本发明制品性能,有效延长本发明制品使用寿命;通过控制c、b、ti在本发明制品的含量,使其满足wc=wb+wti-k的函数关系,c、b、ti三者配合,具有协同作用,具有良好的脱氧脱氢效果,生成的强碳化物弥散分布在本发明制品中,提高形核率,有效细化组织晶粒,改善组织结构,提高本发明制品硬度、强度、韧性、耐磨性、抗冲击性等性能。本发明提出的一种抗冲击低磨耗耐磨材料,通过优化配比,得到的耐磨材料抗冲击性能好,磨耗低,使用寿命长。

将本发明抗冲击低磨耗耐磨材料制成耐磨球,对其性能进行测试测试,测试结果如下:冲击韧性≥13.6j/cm2,平均球耗为30~40g/t,破碎率为0.02~0.032%,寿命约为普通耐磨球的8-10倍。

具体实施方式

下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种抗冲击低磨耗耐磨材料,其按质量分数包括以下成分:c:0.12%、mg:0.12%、b:0.1%、si:0.5%、sc:0.3%、ti:0.15%、v:0.12%、cr:13.2%、mn:0.55%、co:0.1%、ni:0.25%、cu:0.1%、y:0.12%、sr:0.05%、nb:0.1%、mo:0.1%、la:0.1%、ce:0.25%、nd:0.2%、gd:0.1%,其余为fe及不可避免的杂质。

实施例2

本发明提出的一种抗冲击低磨耗耐磨材料,其按质量分数包括以下成分:c:0.28%、mg:0.04%、b:0.25%、si:0.2%、sc:0.15%、ti:0.4%、v:0.25%、cr:15.8%、mn:0.3%、co:0.2%、ni:0.4%、cu:0.2%、y:0.05%、sr:0.1%、nb:0.2%、mo:0.25%、la:0.2%、ce:0.4%、nd:0.1%、gd:0.2%,其余为fe及不可避免的杂质。

实施例3

本发明提出的一种抗冲击低磨耗耐磨材料,其按质量分数包括以下成分:c:0.2%、mg:0.08%、b:0.18%、si:0.35%、sc:0.22%、ti:0.28、v:0.18%、cr:14.8%、mn:0.42%、co:0.16%、ni:0.32%、cu:0.15%、y:0.09%、sr:0.08%、nb:0.14%、mo:0.18%、la:0.15%、ce:0.32%、nd:0.15%、gd:0.16%,其余为fe及不可避免的杂质。

实施例4

本发明提出的一种抗冲击低磨耗耐磨材料,其按质量分数包括以下成分:c:0.15%、mg:0.06%、b:0.14%、si:0.25%、sc:0.18%、ti:0.2%、v:0.14%、cr:13.8%、mn:0.35%、co:0.12%、ni:0.3%、cu:0.12%、y:0.08%、sr:0.08%、nb:0.12%、mo:0.15%、la:0.13%、ce:0.3%、nd:0.13%、gd:0.12%,其余为fe及不可避免的杂质。

实施例5

本发明提出的一种抗冲击低磨耗耐磨材料,其按质量分数包括以下成分:c:0.25%、mg:0.1%、b:0.22%、si:0.42%、sc:0.26%、ti:0.35%、v:0.22%、cr:15.5%、mn:0.5%、co:0.18%、ni:0.35%、cu:0.18%、y:0.1%、sr:0.08%、nb:0.18%、mo:0.2%、la:0.18%、ce:0.35%、nd:0.18%、gd:0.17%,其余为fe及不可避免的杂质。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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