高強度耐磨合金鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金技術(shù)，尤其涉及一種高強度耐磨合金鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金的制造工藝是粉末冶金燒結(jié)法，但由于手燒結(jié)設(shè)備及制作工藝的限制，而不能生產(chǎn)出大體積的弓箭，而燒結(jié)工藝復(fù)雜、周期長、成本高，因工件的體積大、中心部燒不透，孔隙、夾雜等缺陷就會明顯增多，導(dǎo)致合金的強度大大降低。用粉末冶金法燒結(jié)出來的鋼結(jié)硬質(zhì)合金中的硬質(zhì)相和粘結(jié)相，二相結(jié)合力弱，易在兩相上生成裂紋擴展，還會出現(xiàn)成分偏析，有空洞，不致密等組織上的缺陷，影響該材料的應(yīng)用，只能作為冶金行業(yè)的導(dǎo)向輥和小型輥環(huán)及其它行業(yè)的小型耐磨零件實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于改變現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種具有高強度、高硬度和耐磨性，又具有高塑性和高韌性的高強度耐磨合金鋼及其制備方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
[0005]一種高強度耐磨合金鋼，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成，鐵:68%?73%、碳:2%?3.5%、硫:3%?3.2%、銅:0.8%?1.2%、鎢:5%?12%、鎳:1.8%?2.3%、鉻:
1.8%?3%、錳:0.7%?1.5%、硅:0.7%?1.5%、磷:2.9%?3.4%、鋁:1.7 ?2.3%、氧化釩:0.9?1.2%。
[0006]一種高強度耐磨合金鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0007]I)、將45?53%的鐵加入到溫度為1400?1600°C的高溫爐中進行熔化:
[0008]2)、向步驟I)中溶化后的鐵熔體中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C，將鎢熔化；
[0009]3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵；
[0010]4)、待步驟3)中加入的鐵、鉻、鎳完全熔化后，再加入錳、硅、硫、磷以及氧化釩；
[0011]5)、待步驟4)中加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中熔體中加入銅和鋁進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并加入打渣劑。
[0012]所述步驟5)所述打渣劑的加入量為每頓熔體加入打渣劑0.9-1.2千克。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]1、本發(fā)明制備方法簡單，易于操作，且效率高、生產(chǎn)周期短、工藝靈活性大、適用范圍廣。
[0015]2、本發(fā)明合金鋼的制造成本與粉末冶金工藝相比，降低了 30%以上，使用其制造復(fù)合軋輥的成本比二步法復(fù)合工藝降低了 74%以上，且成品率達93%以上。
[0016]3、本發(fā)明合金鋼內(nèi)部組織純凈度高，與粉末冶金生產(chǎn)工藝產(chǎn)品相比，在硬度、強度相同的條件下，電冶鋼結(jié)硬質(zhì)合金材料的沖擊韌性明顯的高于粉冶的，其耐磨性比粉冶工藝的產(chǎn)品高1.5?2倍。
[0017]4、使用本發(fā)明合金鋼所加工出來的產(chǎn)品壽命明顯提高，可以使各種冷、熱模具的壽命明顯提高3?5倍。
【具體實施方式】
[0018]實施例1:一種高強度耐磨合金鋼，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成，鐵:68%、碳:3.2%、硫:3%、銅:0.8%,Ι?:12%、鎳:2%、鉻:2.6%、錳:1.1 %、硅:L 3%、磷:3%、鋁:2.1 %、氧化釩:0.9%o
[0019]一種高強度耐磨合金鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0020]I)、將52%的鐵加入到溫度為1400?1600°C的高溫爐中進行熔化:
[0021]2)、向步驟I)中溶化后的鐵熔體中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C，將鎢熔化；
[0022]3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵；
[0023]4)、待步驟3)中加入的鐵、鉻、鎳完全熔化后，再加入錳、硅、硫、磷以及氧化釩；
[0024]5)、待步驟4)中加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中熔體中加入銅和鋁進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并加入打渣劑，打渣劑的加入量為每頓熔體加入打渣劑0.9-1.2千克。
[0025]實施例2:—種高強度耐磨合金鋼，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成，鐵:73%、碳:2.3%、硫:3.1%、銅:1%、鎢:8%、鎳:2%、鉻:2.3%、錳:1.2%、硅:0.9%、磷:3%、鋁:2.3%、氧化釩:0.9%o
[0026]一種高強度耐磨合金鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0027]I)、將48%的鐵加入到溫度為1400?1600°C的高溫爐中進行熔化:
[0028]2)、向步驟I)中溶化后的鐵熔體中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C，將鎢熔化；
[0029]3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵；
[0030]4)、待步驟3)中加入的鐵、絡(luò)、鎮(zhèn)完全恪化后，再加入猛、娃、硫、憐以及氧化隹凡；
[0031]5)、待步驟4)中加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中熔體中加入銅和鋁進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并加入打渣劑，打渣劑的加入量為每頓熔體加入打渣劑0.9-1.2千克。
【主權(quán)項】
1.一種高強度耐磨合金鋼，其特征在于:由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成，鐵:68%?73%、碳:2% ?3.5%、硫:3% ?3.2%、銅:0.8% ?1.2%、鎢:5% ?12%、鎳:1.8%?2.3%、鉻:1.8%?3 %、錳:0.7% ?1.5%、硅:0.7% ?1.5%、磷:2.9%?3.4%、鋁:1.7 ?2.3%、氧化釩:0.9 ?1.2%。
2.如權(quán)利要求1所述的高強度耐磨合金鋼的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)、將45?53%的鐵加入到溫度為1400?1600°C的高溫爐中進行熔化: 2)、向步驟I)中溶化后的鐵熔體中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C，將鎢熔化； 3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵； 4)、待步驟3)中加入的鐵、鉻、鎳完全熔化后，再加入錳、硅、硫、磷以及氧化釩； 5)、待步驟4)中加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中熔體中加入銅和鋁進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并加入打渣劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強度耐磨合金鋼的制備方法，其特征在于:步驟5)所述打渣劑的加入量為每頓熔體加入打渣劑0.9-1.2千克。
【專利摘要】本發(fā)明屬于合金技術(shù)，尤其涉及一種高強度耐磨合金鋼及其制備方法，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成，鐵：68％～73％、碳：2％～3.5％、硫：3％～3.2％、銅：0.8％～1.2％、鎢：5％～12％、鎳：1.8％～2.3％、鉻：1.8％～3％、錳：0.7％～1.5％、硅：0.7％～1.5％、磷：2.9％～3.4％、鋁：1.7～2.3％、氧化釩：0.9～1.2％，按照上訴重量百分比，去鐵，將鐵高溫熔化，向高溫鐵水中加入鎢，待鎢融化之后，加入鐵、鉻、鎳，然后在加入錳、硅、硫、磷以及氧化釩，待上述所加入的物質(zhì)完全融化后，將高溫金屬液進行除銅、脫氧后出爐，并保持溫度在1500-1700℃；本發(fā)明電冶鋼結(jié)硬質(zhì)合金材料成本低、成品率高，且韌性和耐磨性高于粉冶工藝產(chǎn)品的1.5～2倍。
【IPC分類】C22C38-60, C22C37-10, C22C33-04, C22C33-08
【公開號】CN104561835
【申請?zhí)枴緾N201410837983
【發(fā)明人】王克宏, 郭宗和, 張 林, 韓新建
【申請人】濟源市金誠科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月26日