一种高锰钢锤头及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高锰钢锤头及其制备方法，属于耐磨材料【技术领域】，各组分及其重量百分比为：C：0.2～2.0％，Si：1.1～1.6％，Mn：10～17％，P：≤0.04％，S：≤0.05％，Ni：0.01～0.09％，Mo：0.1～0.6％，Cr：2～8％；余量为Fe。本发明相比现有技术中的高锰钢锤头，硬度高，Hb≥250，冲击韧性≥130J/cm2，使用寿命6—8月；Ni、Mo含量较低，成本大大降低，性价比高。
【专利说明】一种高锰钢锤头及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及耐磨材料【技术领域】，具体涉及一种高锰钢锤头及其制备方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]锤头是破碎机核心零部件之一，排列在破碎机转子的锤轴上，锤头在破碎机高速运转时直接打击物料，最终破碎成合适的物料粒度。
[0006]国内目前的状况是:破碎机及其易损件一锤头，大部分进口英国MMD公司产品，MMD系列锤头的使用寿命一般在2-3个月。迄今为止，国产化进程一直不够理想，国产锤头的使用寿命水平通常只能达到进口产品的1/3~1/2。
[0007]在中国专利申请号:201010548434中公开了一种高铬复合锤头，包括锤体和锤柄，锤体的合金组分重量比为:c:1.00~L 50%, Si:1.0~L 5%, Mn:1.2~L 7%，P:0.047%, S:0.015%, N1:0.99%, Cv:20.0 ~23.0%，Mo:1.20 ~1.60%，Cn:0.65%，V =0.45，其余为Cr及不可避免的杂质，各组分之和为百分之百。该技术方案中含有较多的N1、Mo，成本较高，韧性不够，使用寿命短。
【发明内容】
[0008]针对上述问题，本发明提供了一种高锰钢锤头及其制备方法，该技术方案硬度高，耐磨性好，寿命长，成本低。
[0009]为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为:[0010]一种高锰钢锤头，各组分及其重量百分比为:C:0.2~2.0%，S1:1.1~1.6%，Mn:10 ~17%，P..( 0.04%, S:≤ 0.05%, Ni:0.01 ~0.09%, Mo:0.1 ~0.6%，Cr:2 ~
8% ;余量为Fe。
[0011]优选的，各组分及其重量百分比为:C:0.6~2.0%，S1:1.2~1.5%，Mn:12~16%, P 0.04%, S:≤ 0.05%, Ni:0.03 ~0.07%，Mo:0.2 ~0.6%，Cr:2 ~8% ;余量
为Fe。
[0012]优选的，各组分及其重量百分比为:C:1.2%，Si:1.4%, Mn:13%, P:0.02%, S:
0.03%, Ni:0.04%, Mo:0.3%, Cr:4% ;余量为 Fe。
[0013]优选的，各组分及其重量百分比为:C:1.4%，Si:1.2%, Mn:15%, P:0.01%, S:
0.01%, Ni:0.06%, Mo:0.3%, Cr:6% ;余量为 Fe。
[0014]高锰钢锤头的制备方法，包括以下步骤:
[0015](I)制备砂型、烘干；
[0016](2)原料熔炼，温度为1440—1560摄氏度；
[0017](3)浇注成型 ；
[0018](4)热处理，先在1020—1100摄氏度加热3—4小时，冷却至室温后，再在260—320摄氏度加热2—3小时；
[0019](5)出炉、空冷。
[0020]本技术方案中的C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，并通过淬火处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高的本技术方案中锤头的综合性能。
[0021]Mn在锤头中是强化元素，提高其耐磨性。
[0022]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0024]本发明相比现有技术中的高锰钢锤头，硬度高，Hb≤250，冲击韧性≤130J/cm2，使用寿命6— 8月；N1、Mo含量较低，成本大大降低，性价比高。
【具体实施方式】
[0025]下面对本发明做进一步说明:
[0026]实施例1:
[0027]一种高锰钢锤头，各组分及其重量百分比为:C:1.2%，S1:1.4%，Mn:13%，P:
0.02%, S:0.03%, Ni:0.04%, Mo:0.3%, Cr:4% ;余量为 Fe。
[0028]高锰钢锤头的制备方法，包括以下步骤:
[0029](I)制备砂型、烘干；
[0030](2)原料熔炼，温度为1500摄氏度；
[0031](3)浇注成型；
[0032](4)热处理，先在1060摄氏度加热3.5小时，冷却至室温后，再在290摄氏度加热
2.4小时；
[0033](5)出炉、空冷。
[0034]本技术方案中的C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，并通过淬火处理提高其硬度和耐磨性；c与其他元素产生协同作用，提高的本技术方案中锤头的综合性能。
[0035]Mn在锤头中是强化元素，提高其耐磨性。
[0036]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0037]实施例2
[0038]一种高锰钢锤头，各组分及其重量百分比为:C:1.4%，S1:1.2%，Mn:15%，P:
0.01%, S:0.01%, Ni:0.06%, Mo:0.3%, Cr:6% ;余量为 Fe。
[0039]高锰钢锤头的制备 方法，包括以下步骤:
[0040](I)制备砂型、烘干；
[0041](2)原料熔炼，温度为1520摄氏度；
[0042](3)浇注成型；
[0043](4)热处理，先在1080摄氏度加热3.1小时，冷却至室温后，再在300摄氏度加热
2.7小时；
[0044](5)出炉、空冷。
[0045]本技术方案中的C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，并通过淬火处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高的本技术方案中锤头的综合性能。
[0046]Mn在锤头中是强化元素，提高其耐磨性。
[0047]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0048]实施例3:
[0049]一种高锰钢锤头，各组分及其重量百分比为:C:0.2%，S1:1.6%，Mn:10%，P:
0.04%, S:0.05%, Ni:0.01%, Mo:0.1%, Cr:2% ;余量为 Fe。
[0050]高锰钢锤头的制备方法，包括以下步骤:
[0051](I)制备砂型、烘干；
[0052](2)原料熔炼，温度为1440摄氏度；
[0053](3)浇注成型；
[0054](4)热处理，先在10200摄氏度加热4小时，冷却至室温后，再在320摄氏度加热2小时；
[0055](5)出炉、空冷。
[0056]本技术方案中的C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，并通过淬火处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高的本技术方案中锤头的综合性能。
[0057]Mn在锤头中是强化元素，提高其耐磨性。
[0058]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0059]实施例4:
[0060]一种高锰钢锤头，各组分及其重量百分比为:C:2.0%，S1:1.1%，Mn:10%，P:
0.01%, S:0.008%, Ni:0.09%, Mo:0.6%, Cr:8% ;余量为 Fe。
[0061]高锰钢锤头的制备方法，包括以下步骤:
[0062](I)制备砂型、烘干；[0063](2)原料熔炼，温度为1560摄氏度；
[0064](3)浇注成型；
[0065](4)热处理，先在1100摄氏度加热3小时，冷却至室温后，再在260摄氏度加热3小时；
[0066](5)出炉、空冷。
[0067]本技术方案中的C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，并通过淬火处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高的本技术方案中锤头的综合性能。
[0068]Mn在锤头中是强化元素，提高其耐磨性。
[0069]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0070]实施例5:
[0071]一种高锰钢锤头，各组分及其重量百分比为:C:0.8%，Si:1.2%, Mn:12%，P:
0.03%, S:0.02%, Ni:0.06%, Mo:0.4%, Cr:6% ;余量为 Fe。
[0072]高锰钢锤头的 制备方法，包括以下步骤:
[0073](I)制备砂型、烘干；
[0074](2)原料熔炼，温度为1540摄氏度；
[0075](3)浇注成型；
[0076](4)热处理，先在1070摄氏度加热3.6小时，冷却至室温后，再在310摄氏度加热
2.2小时；
[0077](5)出炉、空冷。
[0078]本技术方案中的C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，并通过淬火处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高的本技术方案中锤头的综合性能。
[0079]Mn在锤头中是强化元素，提高其耐磨性。
[0080]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使锤头的强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0081]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】
1.一种高锰钢锤头，其特征在于，各组分及其重量百分比为:C:0.2~2.0%，S1:1.1 ~1.6%，Mn:10 ~17%，P..≤0.04%, S..≤0.05%, Ni:0.01 ~0.09%, Mo:0.1 ~0.6%, Cr:2 ~8% ;余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述高锰钢锤头，其特征在于，各组分及其重量百分比为:C:0.6~2.0%, Si:1.2 ~1.5%，Mn:12 ~16%，P..≤0.04%, S..≤0.05%, Ni:0.03 ~0.07%,Mo:0.2 ~0.6%，Cr:2 ~8% ;余量为 Fe。
3.根据权利要求1或2所述高锰钢锤头，其特征在于，各组分及其重量百分比为:C:1.2%, Si:1.4%, Mn:13%, P:0.02%, S:0.03%, N1:0.04%, Mo:0.3%, Cr:4% ;余量为Fe。
4.根据权利要求1或2所述高锰钢锤头，其特征在于，各组分及其重量百分比为:C:1.4%, Si:1.2%, Mn:15%, P:0.01%, S:0.01%, N1:0.06%, Mo:0.3%, Cr:6% ;余量为Fe。
5.根据权利要求1所述高锰钢锤头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)制备砂型、烘干； (2)原料熔炼，温度为1440—1560摄氏度； (3)浇注成型； (4)热处理，先在1020—1100摄氏度加热3—4小时，冷却至室温后，再在260—320摄氏度加热2— 3小时； (5)出炉、空冷。
【文档编号】B22C9/02GK103981465SQ201410190968
【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