铸铁、合金铸铁、球墨铸铁或低合金钢的双金属 复合材料，熔体浇注温度1430°C ; (5) 热处理 ① 铸件清理后，在750°C温度下保温5小时进行亚临界空淬，将基质分解成铁素体和碳 化物的混合体，使其基体形成亚稳奥氏体组织，并使其硬度降低到30~35HRC，以便于进行 机械加工； ② 铸件清理后，或经机械加工后，将铸件或加工件在IKKTC保温3小时进行热处理，使 其硬化以形成亚稳奥氏体，然后进行空冷到室温，以便在合金基质中形成马氏体显微组织， 经过该热处理工艺处理后的材料的硬度可以达到HRC50~65 ; ③ 将热处理后的材料在150~200°C进行回火处理，回火保温时间2 - 4小时，随炉空 冷至室温，以进一步调整硬度； 所述的供硼剂为工业BC、B203、BN，其中BC含量为60%，其中B2O 3含量为30%，BN含量 为 10% ; 所述的B2O3供硼剂为工业硼砂或者硼酸经脱水后制得，采用剂稀土硅铁在钢水中直接 还原成B ; 所述的N源为Si3N4和含氮铬铁； 所述的变质孕育剂为稀土 Ce、氧化钾、硅钙钡合金； 表2抗冲击高硼中铬耐磨合金力学性能
实施例3 一种抗冲击高硼中铬耐磨合金化学成分及其质量百分比为；0.60% C，12. 0% Cr，1.0% Si, 5. 5% Mn, 2. 4% B, 1. 50% Cu,0. 90% Ti, 0. 25% Ca,0. 3% Ce, 0. 18% Ν,Ο. 4% Nb,0. 13%Κ, S < 0. 03%，P < 0. 04%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
[0032] 制造工艺步骤是： (1) 供硼剂和变质孕育剂制造： 将钒铁、钛铁、铌铁、氧化钾、硅钙钡合金、含氮铬铁破碎成60~100目的粉末，将 60~100目的队、818203、5丨#4和变质元素稀土06、8 203-起按照质量百分比2.4%8,0.90% Ti, 0· 25% Ca，0· 3% Ce, 0· 18% N，0· 4% Nb，(λ 13%K，配比后混合均匀，采用厚度 0· 12 ~ 0· 25mm低碳钢钢带包装，滚乳成直径8~15mm金属包芯线，或者直接装入低碳钢管中； (2) 冶炼 将废钢、铬铁在电炉中熔化，钢水熔清后加入铜板、硅铁、锰铁，控制碳含量达到要求， 炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至1620°C，加入硅钙合金进行预脱氧，加入铝终脱 氧； (3) 加硼和变质孕育处理 将（1)所制造的供硼剂和变质孕育剂金属包芯线通过喂线机，按照所需质量百分比含 量加入到冶炼好的钢水中加硼和变质孕育处理，或将（1)所制造的供硼剂和变质孕育剂钢 管，按照所需质量百分比含量添加到冶炼好的钢水中加硼和变质孕育处理，或者直接添加 到钢包内浇注的钢水中进行加硼和变质孕育处理； (4) 浇注成型 将经处理好的钢水在砂型或金属型内浇注成铸件，或在离心机上采用离心复合铸造法 浇注成外层为高硼高铬耐磨合金钢，内层为铸铁、合金铸铁、球墨铸铁或低合金钢的双金属 复合材料，熔体浇注温度1450°C ; (5) 热处理 ① 铸件清理后，在780°C温度下保温6小时进行亚临界空淬，将基质分解成铁素体和碳 化物的混合体，使其基体形成亚稳奥氏体组织，并使其硬度降低到30~35HRC，以便于进行 机械加工； ② 铸件清理后，或经机械加工后，将铸件或加工件在1150°C保温4小时进行热处理，使 其硬化以形成亚稳奥氏体，然后进行空冷到室温，以便在合金基质中形成马氏体显微组织， 经过该热处理工艺处理后的材料的硬度可以达到HRC50~65 ; ③ 将热处理后的材料在200°C进行回火处理，回火保温时间4小时，随炉空冷至室温， 以进一步调整硬度； 所述的供硼剂为工业BC、B203、BN，其中BC含量为55%，其中B2O 3含量为25%，BN含量 为 20% ; 所述的B2O3供硼剂为工业硼砂或者硼酸经脱水后制得，采用剂稀土硅铁在钢水中直接 还原成B ; 所述的N源为Si3N4和含氮铬铁； 所述的变质孕育剂为稀土 Ce、氧化钾、硅钙钡合金； 表3抗冲击高硼中铬耐磨合金力学性能
【主权项】
1. 一种抗冲击高硼中铬耐磨合金，其特征在于所属的合金钢的化学成分及其重量百分 比为：0· 10 ~0· 60%C，6. 0 ~13. 0%Cr，0. 4 ~1. 0%Si，3. 2 ~5. 8%Μη，0· 4 ~3. 0%B， 0. 3 ~1. 70%Cu，0. 20 ~0. 90%Ti, 0. 05 ~0. 25%Ca，0. 03 ~0. 3%Ce, 0. 02 ~0. 18%Ν， 0. 07~0. 4%Nb，0. 04~0. 13%K，S< 0. 03%,P< 0. 04%，余量为Fe和不可避免的杂质元 素。2. -种制备如权利要求1所述抗冲击高硼中铬耐磨合金的制备方法，其特征在于：包 括以下工艺步骤： (1) 供硼剂和变质孕育剂制造： 将钒铁、钛铁、铌铁、氧化钾、硅钙钡合金、含氮铬铁破碎成60~100目的粉末，将 60~100目的BC、BN、B203、Si3N4和变质元素稀土Ce-起按照质量百分比0. 4~3. 0%B， 0. 20 ~0. 90%Ti, 0. 05 ~0. 25%Ca，0. 03 ~0. 3%Ce, 0. 02 ~0. 18%N，0. 07 ~0. 4%Nb， 0. 04~0. 13%K，配比后混合均匀，采用厚度0. 12~0. 25mm低碳钢钢带包装，滚乳成直径 8~15_金属包芯线，或者直接装入低碳钢管中； (2) 冶炼： 将废钢、铬铁在电炉中熔化，钢水熔清后加入铜板、硅铁、锰铁，控制碳含量达到要求， 炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至1560~1620°C，加入硅钙合金进行预脱氧，加入 铝终脱氧； (3) 加硼和变质孕育处理： 将（1)所制造的供硼剂和变质孕育剂金属包芯线通过喂线机，按照所需质量百分比含 量加入到冶炼好的钢水中加硼和变质孕育处理，或将（1)所制造的供硼剂和变质孕育剂钢 管，按照所需质量百分比含量添加到冶炼好的钢水中加硼和变质孕育处理，或者直接添加 到钢包内浇注的钢水中进行加硼和变质孕育处理； (4) 浇注成型 将经处理好的钢水在砂型或金属型内浇注成铸件，或在离心机上采用离心复合铸造法 浇注成外层为高硼高铬耐磨合金钢，内层为铸铁、合金铸铁、球墨铸铁或低合金钢的双金属 复合材料，熔体浇注温度1400~1450°C; (5) 热处理： ① 铸件清理后，在700~780°C温度下保温4 一 6小时进行亚临界空淬，将基质分解成 铁素体和碳化物的混合体，使其基体形成亚稳奥氏体组织，并使其硬度降低到30~35HRC， 以便于进行机械加工； ② 铸件清理后，或经机械加工后，将铸件或加工件在920~1150°C保温2 - 4小时进行 热处理，使其硬化以形成亚稳奥氏体，然后进行空冷到室温，以便在合金基质中形成马氏体 显微组织，经过该热处理工艺处理后的材料的硬度可以达到HRC50~65 ; ③ 将热处理后的材料在150~200°C进行回火处理，回火保温时间2 - 4小时，随炉空 冷至室温，以进一步调整硬度； 所述的供硼剂为工业BC、B203、BN，其中BC含量为50~60%，其中B203含量为20~30%，BN含量为10~20% ; 所述的B203供硼剂为工业硼砂或者硼酸经脱水后制得，采用剂稀土硅铁在钢水中直接 还原成B; 所述的N源为Si3N4和含氮铬铁； 所述的变质孕育剂为稀土Ce、氧化钾、硅钙钡合金。
【专利摘要】本发明公开了一种抗冲击高硼中铬耐磨合金，质量百分比：0.10～0.60%？C，6.0～13.0%？Cr，0.4～1.0%？Si，3.2～5.8%？Mn，0.4～3.0%？B，0.3-1.70%？Cu，0.20～0.90%？Ti,0.05～0.25%？Ca，0.03～0.3%？Ce,0.02～0.18%？N，0.07～0.4%？Nb，0.04～0.13%？K，S＜0.03%，P＜0.04%，余量为Fe；采用中频炉熔化至1560～1620℃，将由60～100目的钒铁、钛铁、氧化钾、硅钙钡合金、含氮铬铁和BC、BN、B2O3、Si3N4和Ce一起按照质量百分比配比后采用厚度0.12～0.25mm低碳钢滚轧成直径8～15mm的金属包芯线作为供硼剂加入到冶炼好的钢水中加硼和变质孕育处理，钢水浇注温度为1400～1450℃；铸件经920～1150℃保温2～4小时，空冷到室温。本发明具有强度、硬度和韧性、耐热疲劳性和耐磨性好，生产成本低。
【IPC分类】C22C38/38, C22C38/28, C22C38/32, C22C38/26, C21D6/00, C22C38/20, C22C33/06
【公开号】CN105385957
【申请号】CN201510773750
【发明人】丁家伟, 皇志富, 丁刚, 耿德英, 鹿微微, 鹿策, 施孟达
【申请人】丹阳嘉伟耐磨材料科技有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月13日