一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種新型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法，尤其是重量小于50Kg的 中小型耐磨鑄件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，工業(yè)生產(chǎn)中所用的中小型耐磨鑄件主要W高儘鋼和高銘鑄鐵為主。高儘鋼 初性高（AKv> 40J)，但硬度低（HRC為20左右)，高儘鋼的耐磨性優(yōu)勢是通過在強(qiáng)沖擊作用 下的沖擊硬化而發(fā)揮，很多工況條件難W滿足使高儘鋼達(dá)到硬化的沖擊要求。高銘鑄鐵硬 度高（HRC為60)，但初性低（AKv< 1J)，脆性大，僅適用于無沖擊和極小沖擊的磨損工況， 而此類工況較少。因此，高儘鋼和高銘鑄鐵耐磨件使用領(lǐng)域嚴(yán)重受限，同時(shí)也因?yàn)榫C合機(jī)械 性能差，導(dǎo)致耐磨件使用壽命低。
[0003] 近年來，低合金馬氏體鋼作為中小型耐磨鑄件材料開始使用，較好的解決了高儘 鋼和高銘鑄鐵耐磨鑄件硬度和初性無法兼顧的問題，然而低合金馬氏體鋼其組織成分主要 是馬氏體，由于材料澤透性差W及馬氏體相變過程中容易出現(xiàn)開裂，且很多情況下因澤透 性不足引起產(chǎn)品內(nèi)外性能均勻性差，為防止開裂并改善性能，一方面要求嚴(yán)格控制其熱處 理過程，大大增加控制難度，另一方面需加入較大量的鋼等其他增加澤透性的合金元素，造 成技術(shù)難度和材料成本均較高，極不利于規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述不足，本發(fā)明提供一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法，使用該 工藝鑄造的耐磨鑄件硬度和沖擊初性較高，綜合機(jī)械性能好，使用壽命高，而且技術(shù)和生產(chǎn) 成本較低，從而有使該材料的耐磨鑄件使用范圍大大增加，并且解決熱理裂紋和性能均勻 性問題，利于耐磨鑄件的規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明是通過運(yùn)樣的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的： 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，該鑄件WC、Si、Μη、化為主要合金元素，其成分重量百 分比為：C:0. 2~0. 5%，Si:0. 6~2. 0%，Μη: 1. 5~3. 0%，Cr:0. 5~2. 0%，其余為鐵和雜質(zhì)元 素。
[0006] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)鑄件要求HRC> 49,AKv> 16J時(shí)，所述各合金元 素的重量百分比為：C:0. 25~0. 35%，Si:0. 8 ~1. 2%，Μη:1. 8 ~2. 5%，Cr:1. 2 ~1. 5%，其 余為鐵和雜質(zhì)元素。
[0007] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)鑄件要求HRC> 52,AKv> 10J時(shí)，所述各合金元 素的重量百分比為：C:0. 35~0. 45%，Si:0. 9 ~1. 5%，Μη:1. 8 ~2. 6%，Cr:1. 2 ~1. 5%，其 余為鐵和雜質(zhì)元素。
[0008] 同時(shí)，本案還提供了一種生產(chǎn)上述中小型貝氏體鋼耐磨鑄件的方法，其生產(chǎn)步驟 為： (1)按上述方案要求配置原材料，并進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型、殼型或失蠟成型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至830~870°C保溫后隨爐冷卻； (4) 相變：巧件升溫到880~900°C保溫，保溫時(shí)間根據(jù)鑄件的不同壁厚而定；出爐空冷 至IJ600~800 °C進(jìn)行水澤，至250~350°C時(shí)出水，再空冷至100~200 °C，升溫到200 °C~ 270°C保溫地W上。
[0009] 由于使用上述工藝，該工藝鑄造的新型貝氏體鋼耐磨鑄件中小型件，由于成分配 比合理，使其在熱處理過程中，能在較寬的冷速范圍內(nèi)形成一定含量的貝氏體、馬氏體或殘 余奧氏體等的復(fù)相組織，使鑄件產(chǎn)品不僅具有很高的硬度，同時(shí)也具有較高的沖擊初性，實(shí) 現(xiàn)最佳的綜合機(jī)械性能，通過配套的合金均勻化處理和澤火工藝W解決熱理裂紋和性能均 勻性問題，W實(shí)現(xiàn)鑄件產(chǎn)品性能的一致性和穩(wěn)定性，不僅使用壽命高，而且適用范圍更廣 泛，且不使用貴重合金元素，材料成本低，工藝穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 為了更加清楚地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果，下面對本發(fā)明做進(jìn)一 步的說明，但并不將本發(fā)明的保護(hù)范圍限定在W下實(shí)施例中。
[0011] 實(shí)施例1 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其成分重量百分比為C:0. 2%，Si:0. 95%，Mn:3. 0%，化： 0. 5%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照如下步驟進(jìn)行： (1) 按上述比例配制原材料，并用常規(guī)工藝進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至850°C保溫化后，隨爐冷卻到室溫； (4) 相變：昆件升溫到900°C保溫化；出爐空冷到650~750°C，后進(jìn)行水冷至300~ 350°C出水，空冷至100~150°C，升溫到220°C保溫地，得到如下數(shù)據(jù)： 可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[001引實(shí)施例2 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其成分重量百分比為C:0. 34%，Si:1. 30%，Μη:1. 56%， 化：2.0%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照實(shí)施例1相同的制備步驟進(jìn)行，得到如下數(shù)據(jù)：
可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[001引實(shí)施例3 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其成分重量百分比為：C:0. 5%，Si:2. 0%，Μη:1. 80%， 化：1. 23%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照實(shí)施例1相同的制備步驟進(jìn)行，得到如下數(shù)據(jù)：
可見，其具有很高的硬度和較高的耐沖擊性。
[0014] 本發(fā)明所用硬度（HRC)、沖擊（AKv)檢測按GB/T230. 1-2009 和GB/T229-2010 標(biāo) 準(zhǔn)。
[0015] 與其它耐磨材料的相關(guān)參數(shù)對比，結(jié)果為：
由上述數(shù)據(jù)可見，使用本發(fā)明提供的中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，由于成分配比合理，鑄 件產(chǎn)品不僅具有很高的硬度，同時(shí)也具有較高的沖擊初性，實(shí)現(xiàn)最佳的綜合機(jī)械性能，使用 壽命高，適用范圍更廣泛，且不使用貴重合金元素，材料成本低，工藝穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化 工業(yè)生產(chǎn)。
[0016]W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(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)，運(yùn)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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，該鑄件以c、Si、Mn、Cr為主要合金元 素，其成分重量百分比為：C:0· 2~0· 5%，Si:0· 6 ~2· 0%，Μη:1. 5 ~3· 0%，Cr:0· 5 ~2· 0%， 其余為鐵和雜質(zhì)元素。2. 如權(quán)利要求1所述的貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，當(dāng)鑄件要求HRC多49， AKv彡16J時(shí)，所述各合金元素的重量百分比為：C:0. 25~0. 35%，Si:0. 8~1. 2%，Mn:1. 8~ 2. 5%，Cr:1. 2~1. 5%，其余為鐵和雜質(zhì)元素。3. 如權(quán)利要求1所述的貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，當(dāng)鑄件要求HRC多52， AKv彡10J時(shí)，所述各合金元素的重量百分比為：C:0. 35~0. 45%，Si:0. 9~1. 5%，Mn:1. 8~ 2. 6%，Cr:1. 2~1. 5%，其余為鐵和雜質(zhì)元素。4. 一種如權(quán)利要求1所述中小型貝氏體鋼耐磨鑄件的制備方法，其特征在于，步驟為： 將權(quán)利要求1中配置的原材料，進(jìn)行熔煉、脫氧、除渣； 按砂型、殼型或失蠟成型工藝鑄造得到坯件； 合金均勻化：將坯件升溫至830~870°C保溫后隨爐冷卻； 相變：坯件升溫到880~900°C保溫，保溫時(shí)間根據(jù)鑄件的不同壁厚而定；出爐空冷到 600~800°C進(jìn)行水淬，至250~350°C時(shí)出水，再空冷至100~200°C，升溫到200°C~270°C 保溫4h以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中小型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備方法，該鑄件以C、Si、Mn、Cr為主要合金元素，其成分重量百分比為：C：0.2~0.5%，Si：0.6～2.0%，Mn：1.5～3.0%，Cr：0.5～2.0%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，該耐磨鑄件為中小型件，成分配比合理，使其在熱處理過程中，能在較寬的冷速范圍內(nèi)形成一定含量的貝氏體、馬氏體或殘余奧氏體等的復(fù)相組織，使鑄件產(chǎn)品不僅具有很高的硬度，同時(shí)也具有較高的沖擊韌性，實(shí)現(xiàn)最佳的綜合機(jī)械性能，通過配套的合金均勻化處理和淬火工藝以解決熱處理裂紋和淬透性問題，以實(shí)現(xiàn)鑄件產(chǎn)品性能的一致性和穩(wěn)定性，材料成本低，工藝穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
【IPC分類】C22C33/04, C22C38/38
【公開號】CN105256239
【申請?zhí)枴緾N201510729832
【發(fā)明人】余忠友, 譚諄禮, 汪慧蓮, 白秉哲, 胡萬謙, 楊華榆, 羅平, 伍大全
【申請人】四川貝氏新材料有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月2日