专利名称：一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及金属耐磨材料及其制备方法，尤其涉及一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法。
背景技术：
我国是世界水泥、电力(产能、消耗)大国，钢球磨煤机广泛应用于水泥、电力等行业，特别是磨煤机中衬板的磨损消耗较大，磨损条件恶劣。因为水泥、电力行业的磨煤机常常是M小时不停歇满负荷运转，对耐磨材料的要求提出了很大的考验。目前水泥、电力等行业中磨煤机衬板，材质大都采用普通高锰钢、中铬合金等材质，硬度较低，其耐磨性能也趋于一般。稀有合金配比较大，而且生产成本较高，对原材料的消耗较高，与现实低能耗高产出的产业政策有一定冲突，本材质的高碳钒合金耐磨钢衬板合金配比相对较低，只加入了少量的贵重合金元素，有较高的性价比及市场前景。 例如中铬合金钢 HRC50-55
元素CCrMnMoSiVBoS\P0. 45-0. 54. 5-5. 50. 8-1. 00. 5-1. 00. 8-1. 2sS 0. 08sS 0. 004sS 0. 035
高碳钒合金耐磨钢 HRC52-56
元素CCrVMnSiP\SNi0. 75-0. 851. 0-1. 50. 3-0. 50. 8-1. 10. 8-1. 0sS 0. 035微量
发明内容
本发明的目的是提供能够有效解决目前水泥、电力等行业中磨煤机衬板耐磨性能差，使用寿命偏低的问题，并提供一种高性价比的一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法。本发明的目的是以如下方式实现的一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 75-0. 85% ；V 0. 3-0. 5% ;Crl. 0-1. 5 % ； MnO. 8-1. 1% ;SiO. 8-1. 0% ；P ( 0. 035% ；S ( 0. 035% ；Fe 余量，各组分重量百分比之和为 100%。—种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法，包括以下步骤
a.加入溶炼炉溶化铸造该衬板，铸造成型后，将高碳钒合金耐磨钢衬板放至热处理炉中进行正火调质处理，基础温度应控制在300°C保温2小时，2. 5小时升至680° C保温2. 5 小时，3小时升至930° C保温3小时;
b.进行风冷处理，该衬板工件吊至专用密封风冷处理间，将每块衬板迅速均勻分布散开，然后打开专用循环风机，辅以雾状喷洒装置，待衬板冷却至250°C左右关闭风机空冷至
吊im οc.然后将风冷处理后的衬板低温回火处理，回火温度应控制在250°C 300°C之间，处理时间为6 8小时；
3d.最后进行机械性能测试、打磨、抛光。本发明的优点碳(C)是合金中的主要元素，碳在金属组织中扩大Y相区，降低 Ms点，提高淬透性，含碳量增加，材料硬度及强度会提高，但冲击韧性降低，含碳量降低，韧性会增加，但耐磨性能不够，为了获得一定的冲击韧性、硬度和强度，本材料选择C含量为 0. 75-0. 85%o钒(V):钒铁的用途是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。高碳合金中加入的钒，由于形成碳化物而促进珠光体形成，使渗碳体稳定，石墨颗粒的形状细而均勻，细化基体的晶粒，因而使铸件的硬度、抗拉强度和耐磨强度提高。 选择含量为0. 3-0. 5%。铬(cr)铬也是合金钢中的主要元素，它能固溶于铁素体中， 产生固溶强化效应，且铬具有较高的回火抗力，使厚截面硬度均勻，与Si、Mn、Mo合理搭配， 可大幅提高淬透性和耐磨性，选择Cr含量为1. 0-1. 5%。硅(Si):硅固溶在铁素体中提高钢的屈服强度、屈服比和硬度，本材质选择硅含量为 0. 8-1. 0%。锰(Mn)锰能提高淬透性，但配比不当会增加合金钢正火脆性，选择含量为 0. 8-1. 1%。磷P、硫S:磷、硫为合金钢中不能除尽的有害杂质，易引起热脆，故应严格控制在≤ 0. 035%。本发明生产流程简单，产品冲击韧性好，表面硬度达HRC52-56，耐磨性好，提高了衬板的使用寿命，降低了成本，具有很高的实用价值，其加工热处理工艺简单，机械性能达到抗拉强度σ b≥480Mpa ；不开口冲击韧性ak≥38J/cm2 ；伸长率σ 5≥20% ；表面硬度 HRC52-56。且贵重合金配比较低，能够有效的提高磨煤机衬板的使用寿命，具有较高的性价比，符合当前国家低能耗、高产出的产业政策。
具体实施例方式
实施例1
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下c 0. 75% ；V 0. 3% ；Cr 1. 0% ；MnO. 8% ；SiO. 8% ；P 0. 035% ；S 0. 035% ；Fe96. 28%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法，包括以下步骤a.加入溶炼炉溶化铸造该衬板，铸造成型后，将高碳钒合金耐磨钢衬板放至热处理炉中进行正火调质处理，基础温度应控制在300°C保温2小时，2. 5小时升至680° C保温2. 5小时，3小时升至930° C保温3小时；b.进行风冷处理，该衬板工件吊至专用密封风冷处理间，将每块衬板迅速均勻分布散开，然后打开专用循环风机，辅以雾状喷洒装置，待衬板冷却至250°C左右关闭风机空冷至常温；c.然后将风冷处理后的衬板低温回火处理，回火温度应控制在250°C 300°C之间， 处理时间为6 8小时；d.最后进行机械性能测试、打磨、抛光。实施例2
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 76% ；V 0. 4% ；Cr 1. 1% ；MnO. 9% ；SiO. 9% ；P 0. 034% ；S 0. 034% ；Fe95. 872%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。
实施例3
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 77% ；V 0. 5% ；Cr 1. 2% ；Mnl. 0% ；Sil. 0% ；P 0. 033% ；S 0. 033% ；Fe95. 464%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例4
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下c 0. 78% ；V 0. 5% ；Cr 1. 3% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 032% ；S 0. 032% ；Fe95. 256%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例5
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 79% ；V 0. 5% ；Cr 1. 4% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 031% ；S 0. 031% ；Fe95. 148%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例6
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 8% ；V 0. 5% ；Cr 1. 5% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 025% ；S 0. 025% ；Fe95. 05%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例7
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 81% ；V 0. 5% ；Cr 1. 5% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 025% ；S 0. 025% ;Fe95. 04%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例8
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 82% ；V 0. 5% ；Cr 1. 5% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 025% ；S 0. 025% ；Fe95. 03%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例9
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下c 0. 83% ；V 0. 5% ；Cr 1. 5% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 025% ；S 0. 025% ；Fe95. 02%，各组分重量百分比之和为100%。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例10
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下c 0. 84% ；V 0. 5% ；Cr 1. 5% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 025% ；S 0. 025% ；Fe95. 01%，各组分重量百分比之和为100%。
一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。实施例11
一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C 0. 85% ；V 0. 5% ；Cr 1. 5% ；Mnl. 1% ；Sil. 0% ；P 0. 025% ；S 0. 025% ；Fe95%，各组分重量百分比之和为100%。.0332机空冷至常温。一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法同实施例一。以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高碳钒合金耐磨钢衬板，其特征在于所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下:C 0. 75-0. 85 % ；V 0. 3-0. 5% ；Crl. 0-1. 5 % ；MnO. 8-1. 1 % ；SiO. 8-1. 0 % ； P^O. 035% ；S ^ 0. 035% ；!^e余量，各组分重量百分比之和为100%。
2.一种高碳钒合金耐磨钢衬板制备方法，其特征在于，包括以下步骤a.加入溶炼炉溶化铸造该衬板，铸造成型后，将高碳钒合金耐磨钢衬板放至热处理炉中进行正火调质处理，基础温度应控制在300°C保温2小时，2. 5小时升至680° C保温2. 5 小时，3小时升至930° C保温3小时;b.进行风冷处理，该衬板工件吊至专用密封风冷处理间，将每块衬板迅速均勻分布散开，然后打开专用循环风机，辅以雾状喷洒装置，待衬板冷却至250°C左右关闭风机空冷至吊im ο
3.C..然后将风冷处理后的衬板低温回火处理，回火温度应控制在250°C 300°C之间，处理时间为6 8小时；d.最后进行机械性能测试、打磨、抛光。
全文摘要
本发明提供一种高碳钒合金耐磨钢衬板，所述高碳钒合金耐磨钢衬板元素重量百分比构成如下C0.75-0.85％；V0.3-0.5%；Cr1.0-1.5％；Mn0.8-1.1％；Si0.8-1.0％；P≤0.035％；S≤0.035％；Fe余量，各组分重量百分比之和为100％,生产流程简单，产品冲击韧性好，表面硬度达HRC52-56，耐磨性好，提高了衬板的使用寿命，降低了成本，具有很高的实用价值，其加工热处理工艺简单，机械性能达到抗拉强度σb≥480MPa；不开口冲击韧性ak≥38J/cm2；伸长率σ5≥20％；表面硬度HRC52-56。且贵重合金配比较低，能够有效的提高磨煤机衬板的使用寿命，具有较高的性价比，符合当前国家低能耗、高产出的产业政策。
文档编号C21D1/25GK102154588SQ20111013431
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者曹志春 申请人:曹志春