[发明专利]组合自固无螺栓中铬合金衬板

说明书

技术领域

本发明涉及一种衬板，尤其是涉及一种组合自固无螺栓中铬合金衬板。

背景技术

球磨机是矿山、水泥、火电厂、冶金、化工等行业中主要粉碎研磨设备，而衬板是球磨机主要易损部件，由于磨机运转时，衬板要受到介质和物料的冲击、磨剥和矿浆腐蚀等作用，形成了衬板冲击磨损、疲劳磨损、剪切磨损、磨料磨损和化学腐蚀等，使衬板成为企业生产的一项主要成本支出。比如，在很多水泥厂，高锰钢衬板在一段磨机中使用寿命仅为1年。由于定期的停机更换衬板，无疑降低了磨机作业率，既影响生产能力，也消耗了宝贵的社会资源。为了提高耐磨性能，人们发明了高铬铸铁衬板和硬镍合金铸铁衬板等高硬度衬板。它们通过添加其他合金元素以及适当的热处理，可以获得不同的基体组织，以满足各种不同工况对抗磨材料提出的性能要求。虽然这些产品的耐磨性能较高，但仍存在硬度和韧性不相匹配、衬板在使用后期极易出现断裂失效现象，造成使用费用高、使用周期较短等问题依然严重。

中国专利(申请号：89201378.8)公开了一种组合自固型高铬铸铁球磨机衬板，该衬板通过铆板固定在球磨机筒体中，由于该衬板无螺孔，在安装过程中也不需要螺栓，因此衬板的抗冲击力得以大幅提高。但在长期的使用过程中，人们发现该自固型衬板虽然号称高铬衬板，但其的化学成分设计比较落后，导致材料的耐磨性能、韧性仍然较低(其10×10×55mm无缺口试样的冲击值≤7.3J/cm2)，因此没有跟上时代前进的步伐。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优良的综合力学性能的组合自固无螺栓中铬合金衬板，以解决现有合金衬板存在硬度和韧性不相匹配、使用费用高、使用周期较短等技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：组合自固无螺栓中铬合金衬板由下列成分按质量百分比制成：

C0.4-0.6％，Si0.5-0.8％，Mn0.8-1.4％，Cr3.0-5.5％，Mo0.30-0.5％，Ni0.1-0.2％，Al0.2-0.4％，Nb0.05-0.08％，Ti0.05-0.08％，0.008-0.015％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为铁和不可避免的杂质。

在本发明化学成分中，碳元素是强间隙同溶强化元素，可提高强度。衬板中的C含量在0.4-0.6％之间，可增加钢组织中碳化物量，获得点球状或短杆状碳化物形状。既保证良好的抗磨性能。又不至于影响衬板的韧性。

铬的作用是提高材料的淬透性。但Cr含量不能太高，本发明衬板中的Cr含量控制在3.0-6.0％内，既能提高衬板的提高淬硬度、又不会对材料的韧性造成影响。

锰元素能很好地提高材料的淬透性，并能推迟奥氏体冷却时铁素体的析出，有效地起到对铁素体固溶强化和细化晶粒作用。当衬板中的含锰量在0.8-1.4％时，衬板可保持较高的韧性。

硅元素可以提高衬板的强度和抗疲劳性能。使衬板具有良好的抗磨能力和抗裂纹扩展能力。硅、锰与铝元素起着联合脱氧作用，可从熔化的金属中以分离氧化和分离汽化作用带走氧，并且当衬板中Si的含量控制在0.5-0.8％时，可增强衬板抗张强度。而适当含量的Al还可调整衬板晶粒度，降低了钢的脆性转变温度，促进形成细晶粒钢，使衬板韧性得以提高。

镍元素可以增加高铬铸铁的淬透性，抑制奥氏体基体向珠光体的转变，促进马氏体基的形成。

在产品中加入0.30-0.5％的钼元素，可提高了衬板的淬透性，并通过降低珠光体转变温度来提高衬板的强度和硬度。

此外，本发明还加入铌、钛等微合金元素，当衬板中的Nb元素在0.05-0.08％之间时，可以使晶粒细化，并且Nb的碳化物以NbC质点析出来阻止再结晶和晶粒长大，从而得到的衬板具有更高屈服强度的室温组织。并且Nb与Mn、Mo元素协同作用，可以进一步提高衬板的沉淀强化效果。可使材料在硬度方面特别是冲击韧性明显提高。衬板中添加0.05-0.08％的Ti，Ti的氮化物可以可以有效地抑制先共析铁素体的形成，使衬板获得细小、均匀的针状铁素体组织，以增强衬板的韧性。并且TiN固定了衬板中的自由氮，就可以增强了Nb对奥氏体调节和相转变的影响，得到更多的贝氏体组织，当衬板中的硼在0.008-0.015％时，可使衬板具有高的淬透性，并且Mo、B复合作用使过冷奥氏体向铁素体的等温转变曲线进一步右移，使贝氏体转变开始线明显突出，促进更多贝氏体的形成。

硫、磷作为杂质元素，应控制在合理范围内。