一种高硼耐磨铸钢及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸钢技术领域，具体涉及一种高硼耐磨铸钢及其制备方法。
【背景技术】
[0002]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。我国每年因磨损消耗近230万吨。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。
[0003]现有的低、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，但存在淬透性和淬硬性低的不足，耐磨性较差。现有添加高含量镍、铬等合金元素铸钢具有高硬度和优异的耐磨性，但生产成本高，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】
[0004]本发明旨在提供了一种高硼耐磨铸钢及其制备方法。
[0005]本发明提供如下技术方案:
[0006]—种高硼耐磨铸钢及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成:碳0.1-0.4%、硅0.4-0.8%、锰0.5-1.2%、铬0.5-0.8%、硼1.2-2.5%、钒0.3-0.9%、钛0.6-0.8%、钼1.1-1.4%、镍 0.5-0.6%、磷 <0.03、硫 <0.04、余量为铁。
[0007]—种高硼耐磨铸钢及其制备方法，包括以下步骤:
[0008](I)先在高温电熔炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水；
[0009](2)当上述多元合金铸钢的钢水温度达到1450_1520°C时，依次加入预热过的硅铁、锰铁、铬铁、硼铁、钒铁、钛铁、钼铁和镍O铁，然后将钢水升温至1550-1580°C后出炉，并将钢水注入浇包；
[0010](3)用包内冲入法加入钒铁和硼铁对钢水进行微合金化处理；
[0011](4)将上述微合金化处理后的钢水进行扒渣后浇铸，当钢水温度降至1400-1430 °C时，将钢水浇入铸型；
[0012](5)将上述浇铸件进行热处理，铸件淬火加热温度1050-1100°C保温2-4h后水冷至室温，然后在400-480°C回火处理，保温6-10h后空冷至室温即可。
[0013]所述步骤(2)中硅铁加入量是炉内钢水质量分数的1.0-1.5%，硼铁加入量是炉内钢水质量分数的6.0-6.5%,钛铁加入量是炉内钢水质量分数的0.2-0.4%。
[0014]所述步骤(5)中铸钢经热处理后，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于20J/cm2，淬透层深度大于38mm。
[0015]所述铸钢经热处理后其铸态组织是珠光体和铁素体，还含有少量马氏体。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明耐磨铸钢，镍、钼、钒等贵重合金元素加入量较少，具有较低的生产成本；同时本发明制得的耐磨铸钢具有强度高、耐磨性能好等特点，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于20J/cm2，在500°C下的耐磨性比高镍铬合金钢提尚了 50 %。
【具体实施方式】
[0017]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。
[0018]实施例1一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成:碳0.1%、硅0.4%、锰0.5%、铬0.%、硼1.2%、钒0.3%、钛0.6%、钼1.1%、镍0.5%、磷<0.03、硫<0.04、余量为铁。
[0019]—种高硼耐磨铸钢及其制备方法，包括以下步骤:
[0020](I)先在高温电熔炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水；
[0021](2)当上述多元合金铸钢的钢水温度达到1450_1520°C时，依次加入预热过的硅铁、锰铁、铬铁、硼铁、钒铁、钛铁、钼铁和镍O铁，然后将钢水升温至1550-1580°C后出炉，并将钢水注入浇包；
[0022 ] (3)用包内冲入法加入钒铁和硼铁对钢水进行微合金化处理；
[0023](4)将上述微合金化处理后的钢水进行扒渣后浇铸，当钢水温度降至1400-1430 °C时，将钢水浇入铸型；
[0024](5)将上述浇铸件进行热处理，铸件淬火加热温度1050-1100°C保温2_4h后水冷至室温，然后在400-480°C回火处理，保温6-10h后空冷至室温即可。
[0025]所述步骤(2)中娃铁加入量是炉内钢水质量分数的1.0-1.5%，硼铁加入量是炉内钢水质量分数的6.0-6.5%,钛铁加入量是炉内钢水质量分数的0.2-0.4%。
[0026]所述步骤(5)中铸钢经热处理后，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于20J/cm2，淬透层深度大于38mm。
[0027]所述铸钢经热处理后其铸态组织是珠光体和铁素体，还含有少量马氏体。
[0028]实施例2—种高硼耐磨铸钢及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成:碳0.4%、硅0.8%、锰1.2%、铬0.8%、硼2.5%、钒0.9%、钛0.8%、钼1.4%、镍0.6%、磷 <0.03、硫<0.04、余量为铁。
[0029]—种高硼耐磨铸钢及其制备方法，包括以下步骤:
[0030](I)先在高温电熔炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水；
[0031](2)当上述多元合金铸钢的钢水温度达到1450_1520°C时，依次加入预热过的硅铁、锰铁、铬铁、硼铁、钒铁、钛铁、钼铁和镍O铁，然后将钢水升温至1550-1580°C后出炉，并将钢水注入浇包；
[0032 ] (3)用包内冲入法加入钒铁和硼铁对钢水进行微合金化处理；
[0033](4)将上述微合金化处理后的钢水进行扒渣后浇铸，当钢水温度降至1400-1430 °C时，将钢水浇入铸型；
[0034](5)将上述浇铸件进行热处理，铸件淬火加热温度1050-1100°C保温2_4h后水冷至室温，然后在400-480°C回火处理，保温6-10h后空冷至室温即可。
[0035]所述步骤(2)中娃铁加入量是炉内钢水质量分数的1.0-1.5%，硼铁加入量是炉内钢水质量分数的6.0-6.5%,钛铁加入量是炉内钢水质量分数的0.2-0.4%。
[0036]所述步骤(5)中铸钢经热处理后，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于20J/cm2，淬透层深度大于38mm。
[0037]所述铸钢经热处理后其铸态组织是珠光体和铁素体，还含有少量马氏体。
[0038]实施例3—种高硼耐磨铸钢及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成:碳0.3%、硅0.6%、锰0.9%、铬0.7%、硼1.8%、钒0.5%、钛0.7%、钼1.3%、镍0.6%、磷 <
0.03、硫<0.04、余量为铁。
[0039]—种高硼耐磨铸钢及其制备方法，包括以下步骤:
[0040](I)先在高温电熔炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水；
[0041](2)当上述多元合金铸钢的钢水温度达到1450_1520°C时，依次加入预热过的硅铁、锰铁、铬铁、硼铁、钒铁、钛铁、钼铁和镍O铁，然后将钢水升温至1550-1580°C后出炉，并将钢水注入浇包；
[0042 ] (3)用包内冲入法加入钒铁和硼铁对钢水进行微合金化处理；
[0043](4)将上述微合金化处理后的钢水进行扒渣后浇铸，当钢水温度降至1400-1430 °C时，将钢水浇入铸型；
[0044](5)将上述浇铸件进行热处理，铸件淬火加热温度1050-1100°C保温2_4h后水冷至室温，然后在400-480°C回火处理，保温6-10h后空冷至室温即可。
[0045]所述步骤(2)中娃铁加入量是炉内钢水质量分数的1.0-1.5%，硼铁加入量是炉内钢水质量分数的6.0-6.5%,钛铁加入量是炉内钢水质量分数的0.2-0.4%。
[0046]所述步骤(5)中铸钢经热处理后，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于20J/cm2，淬透层深度大于38mm。
[0047]所述铸钢经热处理后其铸态组织是珠光体和铁素体，还含有少量马氏体。
[0048]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于所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，能够以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所述说明限定，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。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这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以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成:碳0.1-0.4%、硅0.4-0.8%、锰0.5-1.2%、铬0.5-0.8%、硼1.2-2.5%、钒0.3-0.9%、钛0.6-0.8%、钼1.1-1.4%、镍 0.5-0.6%、磷 <0.03、硫 <0.04、余量为铁。2.根据权利要求1所述的一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)先在高温电熔炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水； (2)当上述多元合金铸钢的钢水温度达到1450-1520°C时，依次加入预热过的硅铁、锰铁、铬铁、硼铁、钒铁、钛铁、钼铁和镍O铁，然后将钢水升温至1550-1580 °C后出炉，并将钢水注入浇包； (3)用包内冲入法加入钒铁和硼铁对钢水进行微合金化处理； (4)将上述微合金化处理后的钢水进行扒渣后浇铸，当钢水温度降至1400-1430°C时，将钢水浇入铸型； (5)将上述浇铸件进行热处理，铸件淬火加热温度1050-1100°C保温2-4h后水冷至室温，然后在400-480°C回火处理，保温6-10h后空冷至室温即可。3.根据权利要求1或2所述的一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中硅铁加入量是炉内钢水质量分数的1.0-1.5 %，硼铁加入量是炉内钢水质量分数的6.0-6.5%,钛铁加入量是炉内钢水质量分数的0.2-0.4%。4.根据权利要求1或2所述的一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中铸钢经热处理后，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于20J/cm2，淬透层深度大于38mm。5.根据权利要求1或2所述的一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，其特征在于:所述铸钢经热处理后其铸态组织是珠光体和铁素体，还含有少量马氏体。
【专利摘要】本发明公开了一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成：碳0.1-0.4％、硅0.4-0.8％、锰0.5-1.2％、铬0.5-0.8％、硼1.2-2.5％、钒0.3-0.9％、钛0.6-0.8％、钼1.1-1.4％、镍0.5-0.6％、磷≤0.03、硫≤0.04、余量为铁。与现有技术相比，本发明耐磨铸钢，镍、钼、钒等贵重合金元素加入量较少，具有较低的生产成本；同时本发明制得的耐磨铸钢具有强度高、耐磨性能好等特点，其硬度大于58HRC，冲击韧性大于20J/cm2，在500℃下的耐磨性比高镍铬合金钢提高了50％。
【IPC分类】C22C33/04, C22C38/14, C22C38/02, C22C38/04, C22C38/18, C21D1/25, C22C38/08, C22C38/12
【公开号】CN105624551
【申请号】CN201610111170
【发明人】梅百荣
【申请人】铜陵安东铸钢有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年2月26日