一种高铬合金铸球的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高铬合金铸球，属于耐磨材料【技术领域】，各组分及其重量百分比为：C：2.4-2.8％、Mn：0.6-0.8％、Cr：14-16％、Si：0.4-0.8％、P：≤0.06％、S：≤0.02％、Al：≤0.04％、Ti：0.2-0.8％、Ni：0.1-0.7％，Mg：0.05-0.08％，Mo：0.01-0.02％；余量为Fe。本发明硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。
【专利说明】一种高铬合金铸球
【技术领域】
[0001]本发明涉及耐磨材料【技术领域】，具体涉及一种高铬合金铸球。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的深入发展，新技术，新设备，新材料越来越为人们所关注。根据我国冶金、建材、电力、农机、煤炭等五个系统的统计加上机械部门汽车、拖拉机、工程机械的不完全统计，我国每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上。如果应用摩擦磨损理论防止和减轻摩擦磨损，每年可节约150亿美元。因此人们越来越重视金属耐磨材料的发展和应用。
[0003]改革开放30多年来，我国广大科技工作者与生产实践相结合，针对我国设备磨损的具体工况条件和 国内资源情况，研制出多种新型耐磨材料。大体分为改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢系列；高、中、低碳耐磨合金钢系列；铬系抗磨白口铸铁系列；锰系、硼系抗磨白口铸铁及马氏体、贝氏体抗磨球墨铸铁；不同方法生产的双金属复合耐磨材料；表面技术处理的耐磨材料等等。同时在耐磨材料生产工艺设备上先后从日本、德国、南斯拉夫、t匕利时等国引进数条机械化自动化生产线。如铸造磨球砂型迪莎自动化生产线；机械化金属型铸球生产线；VRH法衬板生产线等。在吸收引进基础上发展结合国情的新型工艺设备，如消失膜IEPCl铸造工艺设备，金属覆膜砂工艺设备，挤压造型工艺设备，离心铸造工艺设备等新技术新设备。
[0004]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。
[0005]耐磨材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，耐磨材料约占85 %。随着信息社会的到来，特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高【技术领域】的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
[0006]在中国专利申请号:201210291075中公开了一种高碳高铬高锰合金铸球的制造方法，原料为废钢:轴承边角料:C:0.3-1.0% ；Si 0.4% ；Mn 0.3% ；Cr:0.5-1.5% ；高碳铬铁:Cr:60% ；Si 1.5 ；Fe 38% ;高碳锰铁:Mn:58% ;S≤ 2% ;Fe:≤ 40%。该技术方案使用寿命低，硬度、耐磨性均不足。
【发明内容】
[0007]针对上述问题，本发明提供了一种使用寿命长、硬度高、耐磨性好的高铬合金铸球。
[0008]为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为:
[0009]一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为:C:2.4-2.8%, Mn:0.6-0.8 %、Cr:14-16%, S1: 0.4-0.8 %, P: ^ 0.06%, S: ^ 0.02%, Al:≤ 0.04%、T1: 0.2-0.8%,N1:0.1-0.7%,Mg:0.05-0.08%, Mo:0.01-0.02% ;余量为 Fe。
[0010]优选的，各组分及其重量百分比为:C:2.6-2.8%, Mn:0.6-0.8%, Cr:14-16%,S1:0.5-0.8 P:0.01-0.06 S:0.005-0.02 %、Al: 0.008-0.04 T1:0.2-0.6
N1:0.2-0.6%, Mg:0.05-0.08%, Mo:0.01-0.02% ;余量为 Fe。
[0011]优选的，各组分及其重量百分比为:C:2.7%、Μη:0.7%、Cr:15%, S1:0.5%,P:0.06%, S:0.01%, Al:0.022%, T1:0.4%, N1:0.5%, Mg:0.06%, Mo:0.014% ;余量为 Fe。
[0012]优选的，各组分及其重量百分比为:C:2.65%, Mn:0.72%, Cr: 14.6%, S1:0.6%,P: 0.04%,S:0.016%、Al: 0.034%、T1: 0.56%,N1:0.48%,Mg:0.072%, Mo:0.016% ;余量
为Fe。
[0013]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
[0014]Mn是强化元素，提高其耐磨性。
[0015]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0016]Al能够提高铸球的力学性能。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0018]本发明硬度高，HRC为62—70，冲击值≥2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，
芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。
【具体实施方式】
[0019]下面对本发明做进一步说明:
[0020]实施例1:
[0021]一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为:C:2.7%、Μη:0.7%、Cr:15%,S1:0.5%,P:0.06%,S:0.01%,A1:0.022%,T1:0.4%,N1:0.5%,Mg:0.06%,Mo:0.014%；
余量为Fe。
[0022]制备方法，包括以下步骤:
[0023](I)原料熔炼，温度为1420摄氏度；
[0024](2)浇注，温度为1180摄氏度；
[0025](3)热处理，先在640摄氏度加热4小时，自然冷却至室温后再在320摄氏度加热
3.2小时。
[0026]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
[0027]Mn是强化元素，提高其耐磨性。
[0028]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0029]Al能够提高铸球的力学性能。
[0030]本技术方案硬度高，HRC为62— 70，冲击值> 2.9J/cm2,落球冲击疲劳寿命^ 12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。
[0031]实施例2:
[0032]一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为:C:2.65%、Mn:0.72%、Cr:14.6%、S1:0.6%, P:0.04%, S:0.016%, Al:0.034%, T1:0.56%, N1:0.48%, Mg:0.072%, Mo:0.016% ;余量为 Fe。
[0033]制备方法，包括以下步骤:
[0034](I)原料熔炼，温度为1460摄氏度；
[0035](2)浇注，温度为1160摄氏度；
[0036](3)热处理，先在620摄氏度加热4.2小时，自然冷却至室温后再在360摄氏度加热3.0小时。
[0037]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
[0038]Mn是强化元素，提高其耐磨性。
[0039]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。 [0040]Al能够提高铸球的力学性能。
[0041]本技术方案硬度高，HRC为62— 70，冲击值> 2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命^ 12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。
[0042]实施例3:
[0043]一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为:C:2.4%、Mn:0.8%、Cr:14%,S1:0.8%,P:0.06%, S:0.02%,A1:0.04%、T1:0.2%、N1: 0.1 %、Mg:0.05%、Mo:0.01% ；
余量为Fe。
[0044]制备方法，包括以下步骤:
[0045](I)原料熔炼，温度为1400摄氏度；
[0046](2)浇注，温度为1160摄氏度；
[0047](3)热处理，先在660摄氏度加热3.6小时，自然冷却至室温后再在380摄氏度加热2.6小时。
[0048]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
[0049]Mn是强化元素，提高其耐磨性。
[0050]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0051]Al能够提高铸球的力学性能。
[0052]本技术方案硬度高，HRC为62— 70，冲击值> 2.9J/cm2,落球冲击疲劳寿命^ 12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。
[0053]实施例4:
[0054]一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为:C:2.8%、Mn:0.6%、Cr:16%,S1:0.4%,P:0.04%, S:0.01%、Al:0.02%、T1:0.8%、N1:0.1%、Mg:0.05%、Mo:0.02% ；
余量为Fe。[0055]制备方法，包括以下步骤:
[0056](I)原料熔炼，温度为1520摄氏度；
[0057](2)浇注，温度为1220摄氏度；
[0058](3)热处理，先在650摄氏度加热4.1小时，自然冷却至室温后再在330摄氏度加热3.3小时。
[0059]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
[0060]Mn是强化元素，提高其耐磨性。
[0061]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0062]Al能够提高铸球的力学性能。
[0063]本技术方案硬度高，HRC为62— 70，冲击值> 2.9J/cm2,落球冲击疲劳寿命^ 12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。
[0064]实施例5:
[0065]一种高铬合金铸球，各组分及其重量百分比为:C:2.6%、Μη:0.68%、Cr:15.6%、S1:0.76%、P:0.054%, S:0.016%、Al:0.032%、T1:0.64%、N1:0.58%,Mg:0.052%, Mo:
0.015% ;余量为 Fe。
[0066]制备方法，包括以下步骤:
[0067](I)原料熔炼，温度为1425摄氏度；
[0068](2)浇注，温度为1170摄氏度；
[0069](3)热处理，先在650摄氏度加热3.8小时，自然冷却至室温后再在350摄氏度加热3.0小时。
[0070]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高铸球的综合性能。
[0071]Mn是强化元素，提高其耐磨性。
[0072]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0073]Al能够提高铸球的力学性能。
[0074]本技术方案硬度高，HRC为62— 70，冲击值> 2.9J/cm2，落球冲击疲劳寿命^ 12000次，芯部硬度与表面硬度基本一致，使用寿命长，耐磨性好，成本低。
[0075]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种高铬合金铸球，其特征在于:各组分及其重量百分比为:C:2.4-2.8%、Mn: 0.6-0.8%, Cr:14-16%, S1: 0.4-0.8 %、P: ^ 0.06%, S: ^ 0.02%, Al: ^ 0.04%,T1:0.2-0.8%,N1:0.1-0.7%,Mg:0.05-0.08%, Mo:0.01-0.02% ;余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述高铬合金铸球，其特征在于:各组分及其重量百分比为:C:2.6-2.8 %、Μη:0.6-0.8 Cr: 14-16 S1:0.5-0.8 P:0.01-0.06S:0.005-0.02%, A1:0.008-0.04%, T1:0.2-0.6%, N1:0.2-0.6%, Mg:0.05-0.08%, Mo:0.01-0.02% ;余量为 Fe。
3.根据权利要求1或2所述高铬合金铸球，其特征在于:各组分及其重量百分比为:C:2.7 %、Mn:0.7 %、Cr: 15 %、S1:0.5 %、P:0.06 %、S:0.01 %、Al:0.022 %、T1:0.4 %、N1:0.5%,Mg:0.06%, Mo:0.014% ;余量为 Fe。
4.根据权利要求1或2所述高铬合金铸球，其特征在于:各组分及其重量百分比为:C:2.65 %、Mn:0.72 %、Cr: 14.6 %、S1:。.6 %、P:0.04 %、S:0.016 %、Al:0.034 %、T1:0.56%,N1:0.48%,M g:0.072%, Mo:0.016% ;余量为 Fe。
【文档编号】C22C37/10GK103981426SQ201410190588
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】包玮 申请人:中建材宁国新马耐磨材料有限公司