[发明专利]一种立磨衬板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨金属材料技术领域，尤其涉及到一种立磨衬板及其制备方法。

背景技术

磨机衬板除了承受研磨体与物料的冲击和磨损之外，还有提升研磨体的作用。随着物料粉磨技术的快速发展，磨机趋予大型化，对衬板材料的性能也提出了更高的要求，提高其耐磨性是研究的重点。衬板材料经过30多年的发展，经历了高猛钢、普通白口铸钢、镍硬铸铁、高铬白口铁到改性高锰钢和各种淬火回火工艺的中低合金钢的发展阶段。目前国内大型磨机，其衬板选材多数采用高锰钢，也有采用高铬铸铁、低合金钢复合铸造材料的。但从运行实践看，前者在大磨上实用寿命仅为0.5—1年，且在使用中衬板易发生塑性变形而影响磨机运转；而后者因采用双金属复合铸造，其铸造质量不易控制，使用效果也不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用寿命长，制备工艺简单的立磨衬板及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种立磨衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：碳1.5—2.9％，硅0.4—0.8％，锰0.4—1.0％，铬14—17％，钼0.5—1.0％，镍0.1—0.22％，磷0.005—0.04％，硫0.005—0.04％，余量为铁。

优选的，所述立磨衬板包括以下重量百分比的化学成分：碳2.0—2.9％，硅0.55—0.8％，锰0.55—1.0％，铬14—17％，钼0.5—1.0％，镍0.1—0.21％，磷0.005—0.04％，硫0.005—0.04％，余量为铁。

一种立磨衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)炼熔：将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、锰铁、钼铁、镍板、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，调整成分合格后将温度升至1500—1650℃，加入已预热的硅铁进行沉淀脱氧，出铁前2分钟采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，而后出铁；

(2)浇注：将高效复合变质剂、稀土置于钢包底部，对钢水进行变质处理，然后将钢水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1440—1460℃，浇注先慢、中快、后细，待钢水到达冒口3/5时，加入保温剂，钢锭浇注5—10分钟后，再点冒口2—3次；

(3)铸型：当锤头冷却至室温时，清理打磨掉试样上的飞边和毛刺；

(4)热处理：将锤头放入热处理炉里，保温温度在750—850℃，保温2.0—2.5小时，然后出炉自然冷却，之后250℃回火2—2.3小时，取出自然冷却即可。

优选的，所述步骤(2)中稀土为Y基重稀土。

优选的，所述步骤(2)中高效复合变质剂为钾或钠的其中一种。

优选的，所述步骤(2)中高效变质剂、稀土分别是经破碎至粒度小于45mm的小块，在280℃下烘干所得的物质。

优选的，所述步骤(2)中变质处理采用包内冲入法对钢水进行变质处理。

优选的，所述步骤(2)中浇注采用底注法浇注钢锭。

碳和铬的主要作用是保证铸铁中碳化物数量和形态。随着含碳量的提高，碳化物增多；随着Cr/C比的增加，共晶碳化物的形貌经历了由连续网状→片状→杆状连续程度减小的过程，共晶碳化物晶体类型经历由M3C→M3C+M7C3→M7C3的变化过程。有资料指出：当共晶碳化物不变，且Cr/C为6.6-7.1时，同铬铸铁的断裂纹扩展能力最强。根据这些原理，宜将C量定为3.1-3.6％，Cr量为20-25％。基体中的Cr还可以提高材料的淬透性。镍的作用是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。

钢中夹杂物,特别是硫化物的形状、大小、分布及数量严重地影响钢的性能,尤其是塑性和韧性。未经稀土变质处理的中高碳合金钢,夹杂物多为长条形并带有棱角,而且夹杂物数量较多,断裂方式为准解理断裂。稀土加入钢中具有脱硫、除气的作用,根据稀土夹杂物生成的热力学条件和应用实践,稀土元素与氧和硫的亲和力显著大于锰和铝等,稀土元素容易与氧、硫发生共轭反应,生成小球状的RE2O2S、RE2S3等稀土夹杂物,显著地改善了中高碳多元低合金钢沿晶界产生的脆性断裂。因此,稀土变质处理后,夹杂物数量明显减少,夹杂物趋于球化并均匀地分布在钢中,使钢的韧性提高,冲击断口上将出现大量的韧窝。但过量的稀土加入会导致稀土夹杂物呈破碎链状分布,反而有损钢的塑性和韧性。