[发明专利]一种耐磨合金及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉丝生产设备材料，具体涉及了一种可以制备出使用寿命长、耐高温、耐磨的组合式拉丝塔轮的耐磨合金材料。

背景技术

在水箱拉丝机拉丝工作中，钢丝与塔轮之间处于高速摩擦状态，因此塔轮表面会沟槽，当沟槽到达一定深度时，钢丝与沟槽的不规则边沿摩擦之后表面会产生毛刺，塔轮表面的润滑性变差，严重的会造成夹丝、拉断；而且传统的塔轮一般为整体式，磨损后更换的成本较高。虽然目前出现的分体式拉丝塔轮，但还是存在着因拉丝塔轮的整体重要较重造成安装维修不方便、或因结构的问题拆卸不方便等问题；而且，据发明人研究、实践发现，但是改善塔轮的结构并不能很好的解决塔轮磨损的问题，塔轮易磨损在很大程度上是由于塔轮制作材料选配不当，即塔轮组分中缺少耐磨元素，或是含量太少等。因此，虽然人们对塔轮结构不断进行改进，却取不到更为理想的效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种耐磨合金材料，并以其为材料制备出的组合式拉丝塔轮，从根本上解决拉丝塔轮易磨损的问题，再通过结构上进一步改进，使得其使用寿命大大的延长，最大程度降低拉丝塔轮磨损率。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种耐磨合金，其中，该耐磨合金的组分包括铬、钼、锰、镍和铁；且以该耐磨合金的质量为基准，各组分的含量为：铬35～45%，钼1～2%，锰1～5%，镍5～15%，余量为铁及杂质。

作为本发明进一步说明，以上所述耐磨合金的各组分的含量为：铬39～41%，钼1～2%，锰2～4%，镍10～13%，余量为铁及杂质。

作为本发明进一步说明，以上所述耐磨合金的各组分的含量为：铬40%，钼1.5%，锰3%，镍12%，余量为铁及杂质。

作为本发明进一步说明，以上所述的杂质包括微量的碳、磷、硫。

一种使用上述耐磨合金制备的组合式拉丝塔轮，其中，该拉丝塔轮包括设有键的安装轴和使用耐磨合金制备的塔轮片；所述塔轮片设有轴心孔和键槽，键槽的大小与安装轴的键相匹配；不同直径的塔轮片从左往右按直径从大到小依次装配在安装轴上；并且塔轮片的线槽处镀有碳化钨镀层。

上述的碳化钨镀层的厚度为1～3cm。

本发明的组合式拉丝塔轮采用常规生产工艺：（1）将原料进行初炼；（2）精炼；（3）冷却成型；（4）轧制；（5）淬火；（6）回火；（7）涂层，即得到塔轮成品。

下面对本发明采用的一些组分元素的性能进行一些介绍：

铬（Cr），铬能够有效地提高拉丝塔轮的淬火性和回火阻抗性，提高拉丝塔轮的强度，并且铬还可以降低碳的活度，提高拉丝塔轮的浸碳性，并形成微细碳化物，可降低加热、轧制和热处理过程中的钢材表面脱碳和石墨化倾向，提高韧性和耐磨损性；但是，铬含量过高时，反而大量形成铬的碳化物，恶化拉丝塔轮的弹减性能和韧性。因此，在本发明中，控制拉丝塔轮中铬的含量为35～45%（重量百分比），进一步优选为39～41%，最优含量为40%。

钼（Mo），钼是不锈钢不生锈、耐腐蚀的关键元素；因此，钼添加剂对拉丝塔轮的性能有着很大的影响，把少量钼加到拉丝塔轮之中，可使拉丝塔轮具有非常优异的性能，可以大大增加拉丝塔轮的耐磨性能，延长使用寿命。高强度合金钢含钼可以提高钢材硬度、强度和韧性，并具良好的可焊性和抗腐蚀性能。当铸铁添加0.3%～2.0%的钼后，将会大大提高抗拉、抗弯和抗疲劳强度，还会提高铸件结构的均匀性，这对大型铸件尤其显得重要，这些铸件广泛应用于汽车制造、压力管道和铸模等，加工工业里钼用得更广泛。利用热膨胀系数小，导热强、高强度好的钼或钼基合金，模具寿命大幅度延长；向铁、钢及其它金属中加入合金元素便可改善它们的性能，如淬火性、下的强度、耐腐蚀性与耐研磨性。但是钼的含量过高时，则恶化拉丝塔轮的塑性、韧性和加工性能。因此，在本发明中，发明人控制了拉丝塔轮中钼的含量为1～2%（重量百分比），最优可选1.5%。

锰（Mn），锰是脱氧和脱硫的有效元素，作为脱氧剂使用，在热处理时可以提高拉丝塔轮的淬透性和强度，添加量小于1%时会降低N的固溶性而难以起到上述作用。因此，本发明需要控制在拉丝塔轮中锰的含量为1～5%（重量百分比），进一步优选可为2～4%，最优的含量为3%。

镍（Ni），镍具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀，而且性坚韧，有磁性和良好的可塑性，焊接性能也好；在650～1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力，是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。在本发明中，控制在拉丝塔轮中镍的含量为5%～15%，最优含量为12%。