一種高鉻合金鑄球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鉻合金鑄球，屬于耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】，各組分及其重量百分比為：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％；余量為Fe。本發(fā)明硬度高，HRC為62—70，沖擊值≥2.9J/cm2，落球沖擊疲勞壽命≥12000次，芯部硬度與表面硬度基本一致，使用壽命長，耐磨性好，成本低。
【專利說明】一種高鉻合金鑄球
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高鉻合金鑄球。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，新技術(shù)，新設(shè)備，新材料越來越為人們所關(guān)注。根據(jù)我國冶金、建材、電力、農(nóng)機(jī)、煤炭等五個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)加上機(jī)械部門汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械的不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年消耗金屬耐磨材料約達(dá)300萬噸以上。如果應(yīng)用摩擦磨損理論防止和減輕摩擦磨損，每年可節(jié)約150億美元。因此人們越來越重視金屬耐磨材料的發(fā)展和應(yīng)用。
[0003]改革開放30多年來，我國廣大科技工作者與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，針對我國設(shè)備磨損的具體工況條件和 國內(nèi)資源情況，研制出多種新型耐磨材料。大體分為改性高錳鋼、中錳鋼、超高錳鋼系列；高、中、低碳耐磨合金鋼系列；鉻系抗磨白口鑄鐵系列；錳系、硼系抗磨白口鑄鐵及馬氏體、貝氏體抗磨球墨鑄鐵；不同方法生產(chǎn)的雙金屬復(fù)合耐磨材料；表面技術(shù)處理的耐磨材料等等。同時(shí)在耐磨材料生產(chǎn)工藝設(shè)備上先后從日本、德國、南斯拉夫、t匕利時(shí)等國引進(jìn)數(shù)條機(jī)械化自動(dòng)化生產(chǎn)線。如鑄造磨球砂型迪莎自動(dòng)化生產(chǎn)線；機(jī)械化金屬型鑄球生產(chǎn)線；VRH法襯板生產(chǎn)線等。在吸收引進(jìn)基礎(chǔ)上發(fā)展結(jié)合國情的新型工藝設(shè)備，如消失膜IEPCl鑄造工藝設(shè)備，金屬覆膜砂工藝設(shè)備，擠壓造型工藝設(shè)備，離心鑄造工藝設(shè)備等新技術(shù)新設(shè)備。
[0004]耐磨材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的新型材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高【技術(shù)領(lǐng)域】和國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，同時(shí)也對改造某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有十分重要的作用。
[0005]耐磨材料是新材料領(lǐng)域的核心，對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，在全球新材料研究領(lǐng)域中，耐磨材料約占85 %。隨著信息社會(huì)的到來，特種耐磨材料對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，是二十一世紀(jì)信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高【技術(shù)領(lǐng)域】的關(guān)鍵材料，成為世界各國新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點(diǎn)，也是世界各國高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競爭的熱點(diǎn)。
[0006]在中國專利申請?zhí)?201210291075中公開了一種高碳高鉻高錳合金鑄球的制造方法，原料為廢鋼:軸承邊角料:C:0.3-1.0% ；Si 0.4% ；Mn 0.3% ；Cr:0.5-1.5% ；高碳鉻鐵:Cr:60% ；Si 1.5 ；Fe 38% ;高碳錳鐵:Mn:58% ;S≤ 2% ;Fe:≤ 40%。該技術(shù)方案使用壽命低，硬度、耐磨性均不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種使用壽命長、硬度高、耐磨性好的高鉻合金鑄球。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]一種高鉻合金鑄球，各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
[0010]優(yōu)選的，各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
[0011]優(yōu)選的，各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
[0012]優(yōu)選的，各組分及其重量百分比為: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
為Fe。
[0013]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高鑄球的綜合性能。
[0014]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0015]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0016]Al能夠提高鑄球的力學(xué)性能。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0018]本發(fā)明硬度高，HRC為62—70，沖擊值≥2.9J/cm2，落球沖擊疲勞壽命≥12000次，
芯部硬度與表面硬度基本一致，使用壽命長，耐磨性好，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0020]實(shí)施例1:
[0021]一種高鉻合金鑄球，各組分及其重量百分比為: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%；
余量為Fe。
[0022]制備方法，包括以下步驟:
[0023](I)原料熔煉，溫度為1420攝氏度；
[0024](2)澆注，溫度為1180攝氏度；
[0025](3)熱處理，先在640攝氏度加熱4小時(shí)，自然冷卻至室溫后再在320攝氏度加熱
3.2小時(shí)。
[0026]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高鑄球的綜合性能。
[0027]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0028]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0029]Al能夠提高鑄球的力學(xué)性能。
[0030]本技術(shù)方案硬度高，HRC為62— 70，沖擊值> 2.9J/cm2,落球沖擊疲勞壽命^ 12000次，芯部硬度與表面硬度基本一致，使用壽命長，耐磨性好，成本低。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]一種高鉻合金鑄球，各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
[0033]制備方法，包括以下步驟:
[0034](I)原料熔煉，溫度為1460攝氏度；
[0035](2)澆注，溫度為1160攝氏度；
[0036](3)熱處理，先在620攝氏度加熱4.2小時(shí)，自然冷卻至室溫后再在360攝氏度加熱3.0小時(shí)。
[0037]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高鑄球的綜合性能。
[0038]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0039]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。 [0040]Al能夠提高鑄球的力學(xué)性能。
[0041]本技術(shù)方案硬度高，HRC為62— 70，沖擊值> 2.9J/cm2，落球沖擊疲勞壽命^ 12000次，芯部硬度與表面硬度基本一致，使用壽命長，耐磨性好，成本低。
[0042]實(shí)施例3:
[0043]一種高鉻合金鑄球，各組分及其重量百分比為: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% ；
余量為Fe。
[0044]制備方法，包括以下步驟:
[0045](I)原料熔煉，溫度為1400攝氏度；
[0046](2)澆注，溫度為1160攝氏度；
[0047](3)熱處理，先在660攝氏度加熱3.6小時(shí)，自然冷卻至室溫后再在380攝氏度加熱2.6小時(shí)。
[0048]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高鑄球的綜合性能。
[0049]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0050]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0051]Al能夠提高鑄球的力學(xué)性能。
[0052]本技術(shù)方案硬度高，HRC為62— 70，沖擊值> 2.9J/cm2,落球沖擊疲勞壽命^ 12000次，芯部硬度與表面硬度基本一致，使用壽命長，耐磨性好，成本低。
[0053]實(shí)施例4:
[0054]一種高鉻合金鑄球，各組分及其重量百分比為: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% ；
余量為Fe。[0055]制備方法，包括以下步驟:
[0056](I)原料熔煉，溫度為1520攝氏度；
[0057](2)澆注，溫度為1220攝氏度；
[0058](3)熱處理，先在650攝氏度加熱4.1小時(shí)，自然冷卻至室溫后再在330攝氏度加熱3.3小時(shí)。
[0059]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高鑄球的綜合性能。
[0060]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0061]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0062]Al能夠提高鑄球的力學(xué)性能。
[0063]本技術(shù)方案硬度高，HRC為62— 70，沖擊值> 2.9J/cm2,落球沖擊疲勞壽命^ 12000次，芯部硬度與表面硬度基本一致，使用壽命長，耐磨性好，成本低。
[0064]實(shí)施例5:
[0065]一種高鉻合金鑄球，各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
[0066]制備方法，包括以下步驟:
[0067](I)原料熔煉，溫度為1425攝氏度；
[0068](2)澆注，溫度為1170攝氏度；
[0069](3)熱處理，先在650攝氏度加熱3.8小時(shí)，自然冷卻至室溫后再在350攝氏度加熱3.0小時(shí)。
[0070]C與Fe、Cr、Mn形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高鑄球的綜合性能。
[0071]Mn是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0072]Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0073]Al能夠提高鑄球的力學(xué)性能。
[0074]本技術(shù)方案硬度高，HRC為62— 70，沖擊值> 2.9J/cm2，落球沖擊疲勞壽命^ 12000次，芯部硬度與表面硬度基本一致，使用壽命長，耐磨性好，成本低。
[0075]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種高鉻合金鑄球，其特征在于:各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鉻合金鑄球，其特征在于:各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高鉻合金鑄球，其特征在于:各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高鉻合金鑄球，其特征在于:各組分及其重量百分比為: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% ;余量為 Fe。
【文檔編號】C22C37/10GK103981426SQ201410190588
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】包瑋 申請人:中建材寧國新馬耐磨材料有限公司