[发明专利]稀土耐磨合金钢及其生产方法

说明书

技术领域:

本发明涉及一种耐磨材料及其生产方法，特别涉及的是一种稀土耐磨合金钢及其生产方法。

背景技术:

耐磨合金钢材料主要用于矿物破碎设备，包括锤式破碎机、辊式破碎机、颚式破碎机等等，由于其相对于其他材料耐磨性能较好，铸造成型后安装于破碎设备内直接用于对矿物进行破碎，因此其耐磨性能直接决定破碎机的使用寿命。

目前普遍采用的耐磨合金钢材料为高锰钢材料，其铸造件牌号主要包括ZGMn13-1～ZGMn13-5，其中含有碳、锰、硅、磷等元素，碳元素占0.75%～1.45%，锰元素占11.00%～14.00%，其铸件硬度≤HRC32，因此耐磨性能仍然不够理想，而且弹性模量较小，容易脆裂。

为了提高金属材料某些使用性能，包括强度、塑性、韧性等待，通常要对金属材料进行相应的热处理，包括退火，调质等等。热处理工艺中，调质是提高材料综合性能的最常用的方式，具体实施方式为：淬火以后进行高温回火，操作方式如下：首先将金属材料持续加热到淬火温度后，侵入一种淬火介质中急速冷却至室温，然后将材料加热到500～680℃，保持一段时间后进行冷却。

传统的调质方式能改善金属材料的物理性能，但是存在仍一定的缺陷，包括：持续加热的过程中金属材料出现受热不均的情况，尤其对厚度尺寸比较大的材料，外部温度已经达到了相应的温度，内部温度却明显低于外部温度，经过热处理后会出现金属材料的内部和外部物理性能不均匀，并且出现应力集中的现象，侵入单种介质进行淬火时，出现变形等缺点。

发明内容:

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种强度高，塑性、韧性好的稀土耐磨合金钢。本发明的另一个目的是为了提供稀土耐磨合金钢的生产方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明稀土耐磨合金钢，按重量百分比包括以下组分：

碳0.25%～0.45%，锰0.5%～1.5%，硅0.5%～1.4%，铬1.1%～2.5%，钼0.15%～0.5%，钒0.1%～0.5%，镧铈稀土合金0.2%～0.3%，铜0.1%～0.15%，硫0～0.03%，磷0～0.03%，铁余量。

    本发明稀土耐磨合金钢的生产方法，包括以下步骤：

    1）按比例配料；

    2）将配料送入中频炉熔炼；

3） 砂型消失模铸造，铸造完成后进行表面圆整处理，即得稀土耐磨合金钢坯料；

    4）热处理；

5）精整打磨，即得稀土地耐磨合金钢成品。

上述的热处理工序时，将稀土耐磨合金钢坯料加热到450～550℃，保温2.5～3.5小时，继续加热到950～1050℃，保温2.5～3.5小时后放入水中急速冷却至200～300℃，再迅速转入油中冷却至室温，将经淬火处理的稀土耐磨合金钢加热至250～350℃，保温2.5～3.5℃小时，在空气中冷却即得稀土耐磨合金钢成品，耐磨合金钢坯料在加热过程中内部流充分受热整体温度保持一致,可以减少材料热应力，强化材料内部组织，增强材料整体性能。将通过水、油双液淬火处理，可明显减少坯料的物理变形和开裂，便于热校直。将经过淬火处理的合金钢材料加热至250～350℃，并且保温一段时间，然后再在空气中进行冷却，通过回火处理，进一步改善了合金钢材料的强度、塑性和韧性，力学性能好。

本发明稀土耐磨合金钢中的碳和锰含量远远低于传统高锰钢材料，而且增加了锂和镧铈稀土合金，锂可以强化耐磨合金钢的内部晶粒，稀土合金能够增强耐磨合金钢在铸造过程中的脱氧能力并且细化晶粒，改善其物理性能。

本发明耐磨合金钢在完成铸造、热处理等工艺后，其硬度≥HRC55，在具有高硬度高耐磨性能的同时，还具有强的韧性，使其受到冲击不容易脆裂，综合物理性能达到了理想的效果。

附图说明：

图1为本发明生产方法处理工艺图。

具体实施方式：

    实施例1：

本实施例1稀土耐磨合金钢按重量百分比包括以下组分：

稀土耐磨合金钢，按重量百分比包括以下组分：

碳0.35%，锰1.0%，硅1.0%，铬1.8%，钼0.35%，钒0.39%，镧铈稀土合金0.25，铜0.13%，硫0.019%，磷0.01%，铁余量。

本实施例1稀土耐磨合金钢的生产方法包括以下步骤：