一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.3质量百分比以上且3.8质量百分比以下的C、3.3质量百分比以上且4.3质量百分比以下的Si、5.7质量百分比以上且7.0质量百分比以下的Mn、0.01质量百分比以上且0.15质量百分比以下的P、0.01质量百分比以上且0.02质量百分比以下的S、0.025质量百分比以上且0.05质量百分比以下的Re，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。本发明具有优异的硬度和硬性，铬元素含量低，锰含量中等，成本低，强度和硬性均能满足实际生产中的需求。
【专利说明】
一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金
技术领域
[0001]本发明涉及合金领域，尤其涉及一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金。
【背景技术】
[0002]目前，电机转子在使用过程中，合金的硬度决定合金的磨损量，现有高铬合金硬度一般为HRC55-60，相对中铬合金和低铬合金有更小的磨损量，使用损耗较少。合金硬度过高又易产生破碎的不良后果，因此生产合金过程中既要保证合金有较高的硬度，又要保证合金有较好的韧性。
【发明内容】
[0003]为解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，具有优异的硬度和硬性，铬元素含量低，锰含量中等，成本低，强度和硬性均能满足实际生产中的需求。
[0004]本发明提出的一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.3质量百分比以上且3.8质量百分比以下的C、3.3质量百分比以上且
4.3质量百分比以下的S1、5.7质量百分比以上且7.0质量百分比以下的Mn、0.01质量百分比以上且0.15质量百分比以下的P、0.01质量百分比以上且0.02质量百分比以下的S、0.025质量百分比以上且0.05质量百分比以下的Re，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。
[0005]优选地，炭硅当量值(0+1/331)为3.3-3.5。
[0006]优选地，Mn、P及S的合计含量(Mn+P+S)与C的含量之比(Mn+P+S)/C以质量比计，满足 1.7<(Mn+P+S)/C<1.9。
[0007]优选地，Si含量与P含量之比Si/P以质量比计，满足28.7<Si/P<330。
[0008]优选地，P含量与Mn含量之比P/Mn以质量比计，满足14<P/Mn<171。
[0009]优选地，3^11及？的含量满足如下述式:([%3丨]+25[%111])/2[%?]彡0.01，其中[%M]为M元素的合金中含量(质量％ )。
[0010](C):高锰钢铸件耐磨性不是含碳量越高越耐磨，而是有一个极限值，当含碳量〉1.4%后铸态析出碳化物很多，水韧处理时碳化物不能完全溶到奥氏体中去，间隙固溶的碳化物也达到了饱和，这样不仅对耐磨性没有好处，而且降低材料的强度和韧性，服役时容易断裂。
[0011](Si):含硅量高，降低碳在奥氏体中的溶解度，碳化物在晶界上析出增多且肥大，水韧处理后，在晶界上留下较大的显微疏松。硅是使γ相区封闭的合金元素，它可使钢的淬透性略有提高，使钢的屈服强度有所提高。钢中同时加入硅和锰两种合金元素，可以发挥各自的优点，减弱二者的缺点
[0012](Mn):高锰钢由于含锰量高，钢的铸态组织为奥氏钵及碳化物，经1000°C左右加热水淬处理(通常称水韧处理)后。绝大部分碳化物固溶于奥氏体中，钢的组织为单相奥氏体或奥氏体加少量碳化物，Mn是使γ相区扩大的合金元素，它可使钢的淬透性增加，使Ms点降低，促进奥氏体晶粒长大。
[0013](Cu):铜是奥氏体形成元素，多加了组织中出现奥氏体。在屈氏体磨球中加镍主要作用是提尚基体电极电位，提尚耐蚀性。
[0014](Mo):钼的主要作用是细化基体，细化碳化物，提高基体的电极电位，提高耐蚀性，在金属型铸造条件下，加入少量即可起明显作用，实用于有特殊要求的耐磨钢球。
[0015](P):磷单独溶解在钢中很少，常以Fe2p，Fe3P的形式存在于晶界上使钢的强度、韧性和耐磨性大为降低，碳含量高加剧了 P以共晶形式析出在晶界上。
[0016](S):由于钢中含锰量高，能生成大量的MnS从渣中排出。又由于是在碱性渣中熔炼，硫可顺利降低到0.03 %以下。这样低的硫量对钢的强度、韧性和耐磨性均无明显影响。
[0017 ] (Re)稀土能显者提尚钢的初塑性，并能细化晶粒，提尚洋透性，提尚钢的耐磨性。
[0018]本发明通过对高铬高强度抗冲击合金的组分进行合理选择，并控制P、S两种杂质的含量，提升了耐磨件的耐磨性能和耐腐蚀性能，延长了使用寿命;控制Mn、P及S的含量，使Mn、P及S相互配比，并控制与C的配比，Mn是使γ相区扩大的合金元素，它可使钢的淬透性增加，使Ms点降低，促进奥氏体晶粒长大，铜是奥氏体形成元素，多加了组织中出现奥氏体。磷单独溶解在钢中很少，常以Fe2P，Fe3P的形式存在于晶界上使钢的强度、韧性和耐磨性大为降低，碳含量高加剧了P以共晶形式析出在晶界上；由于钢中含锰量高，能生成大量的MnS从渣中排出。又由于是在碱性渣中熔炼，硫可顺利降低到0.03 %以下。这样低的硫量对钢的强度、韧性和耐磨性均无明显影响;控制与C含量的配比，能有效提高合金的硬度，进而有效提高了合金的抗冲击性能。铬其含量较小时，可能会出现M3C型碳化物，使硬度和韧性都降低。若其含量较大时，结晶时碳化物数量显著增多，使韧性明显下降，同时由于基体中含碳量降低，导致基体的硬度降低，从而耐磨性下降。但现在已经有部分厂家采用特殊的生产和处理工艺解决了这个问题，使铬的含量最大可达到30%。铸铁合金中的碳硅元素是促使形成粗片状珠光体的重要因素，碳硅量的过高，会严重影响形成白口，降低硬度。适当降低碳硅含量，还可增强基体组织的强韧性指标，降低因冲击而破碎的可能性，但是如果过于降低碳硅当量，又有可能使磨球的韧性指标过高，硬度降低，耐磨性变差，因此本发明控制了炭硅当量值(C+l/3Si)为3.3-3.5，从而有效提高了硬度和耐磨性。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0020]实施例1
[0021]本发明提出的一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.55质量百分比的C、3.8质量百分比的S1、6.35质量百分比的Μη、0.08质量百分比的P、0.015质量百分比的S、0.0375质量百分比的Re，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。
[0022]实施例2
[0023]本发明提出的一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.3质量百分比的C、4.3质量百分比的S1、5.7质量百分比的Μη、0.15质量百分比的P、0.0l质量百分比的S、0.05质量百分比的Re，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。
[0024]实施例3
[0025]本发明提出的一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.8质量百分比的C、3.3质量百分比的S1、7.0质量百分比的Mn、0.01质量百分比的P、0.02质量百分比的S、0.025质量百分比的R，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。
[0026]实施例4
[0027]本发明提出的一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.4质量百分比的C、4.2质量百分比的S1、5.8质量百分比的Μη、0.14质量百分比的P、0.012质量百分比的S、0.04质量百分比的Re，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。
[0028]实施例5
[0029]本发明提出的一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.7质量百分比的C、3.4质量百分比的S1、6.9质量百分比的Μη、0.02质量百分比的P、0.018质量百分比的S、0.024质量百分比的Re，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。
[0030]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。
【主权项】
1.一种电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，其特征在于，所述电机转子用高强度硬性低铬中锰合金由3.3质量百分比以上且3.8质量百分比以下的C、3.3质量百分比以上且4.3质量百分比以下的S1、5.7质量百分比以上且7.0质量百分比以下的Mn、0.0l质量百分比以上且0.15质量百分比以下的P、0.01质量百分比以上且0.02质量百分比以下的S、0.025质量百分比以上且0.05质量百分比以下的Re，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。2.根据权利要求1所述的电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，其特征在于，炭硅当量值(C+l/3Si)为3.3-3.5。3.根据权利要求1或2所述的电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，其特征在于，Mn、P及S的合计含量(Mn+P+S)与C的含量之比(Mn+P+S)/C以质量比计，满足1.7< (Mn+P+S)/C<1.9。4.根据权利要求1-3任一项所述的电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，其特征在于，Si含量与P含量之比Si/P以质量比计，满足28.7<Si/P<330。5.根据权利要求1-4任一项所述的电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，其特征在于，P含量与Mn含量之比P/Mn以质量比计，满足14<P/Mn<171。6.根据权利要求1-5任一项所述的电机转子用高强度硬性低铬中锰合金，其特征在于，3^11及？的含量满足如下述式:([%3丨]+25[%111])/2[%?]彡0.01，其中[%1]为1元素的合金中含量(质量％)。
【文档编号】C22C38/02GK106048434SQ201610662568
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月12日 公开号201610662568.9, CN 106048434 A, CN 106048434A, CN 201610662568, CN-A-106048434, CN106048434 A, CN106048434A, CN201610662568, CN201610662568.9
【发明人】倪盛
【申请人】宁国井田机电有限公司