[发明专利]中铬多元素自润滑合金钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金钢制造领域，尤其涉及一种中铬多元素合金钢材料及其制备方法，属于冶金技术领域。

背景技术

在冶金轧钢厂中，轧机有衬板，剪机有滑板，矿山和水泥厂球磨机等都需要衬板。轧机衬板和剪机滑板大多采用铜合金材质铸造，多为ZQSn10-2锡青铜或ZQAl9-4铝青铜。而球磨机衬板多采用ZGMn13高锰钢或经过调整少部分化学成分特别是锰或碳含量的奥氏体中锰钢。但在使用中发现用铜合金材料制作的轧机和剪机滑板有三个问题, 一是没有自润滑功能，即不能缺油，一旦缺油很快就会出现拉毛、啃咬甚至抱死，为了防止缺油，设计时往往增加很多供油装置，如干油泵，稀油管道等，而这些设备在长期高温湿气状态下工作很容易使油脂雾化或碳化而失去润滑功能。很多厂家不得不改为人工每班注油，但跑冒滴漏严重，影响污染环境且造成浪费。二是铜合金衬板耐磨度不高，在轧机不停工作连续受力状况下磨损较快，特别是精轧机滑板的磨损使成品轧材出现厚度直径或形状超差，成材率降低。三是铜合金滑板韧性有余但强度不足，在非常大的轧制力作用下一直处于受压状态，由于抗压能力不高，往往会“屈服”。所以很多轧钢厂经常为滑板的寿命不长而困扰，更换一次非常耗时耗力。另外，矿山和水泥厂的球磨机衬板所用的高锰钢系列，尽管价格低廉，但其自身特性决定了高锰钢铸件出现晶粒粗大，组织中存在柱状晶，粗细等轴晶的致命缺陷，其断面上的晶区分布不匀，另外还存在组织不致密性易造成冲击韧度降低，同时，高猛钢铸件裂纹倾向严重，氧化锰（MnO）夹杂的存在等，使高锰钢使用中断裂问题频频发生。

发明内容

本发明的目的在于克服以上技术缺陷，提供一种自润滑且耐磨损的滑板材料，一种中铬多元素自润滑耐磨合金钢，该材料具有硬度高、耐磨、自润滑的特性。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：中铬多元素自润滑合金钢，所述的中铬多元素自润滑合金钢含有的化学元素成分及其质量百分比为：C：0.5-0.6%，Cr：4.5-6.5%，W：1.2-2%，Mo：0.8-1.2%，Ni：1.2-1.8%，Si：0.7-1.0%，Mn：0.8-1.1%，S：0.1-0.4%，V：0.4-0.6%，P≤0.1%，Re：0.003-0.008%，Mg：0.0055-0.011%， Ca≤0.0024%，Ti≤0.0008%，余量为铁，其中Re为稀土元素，进一步的，所述的中铬多元素自润滑合金钢含有的化学元素成分及其质量百分比为：C：0.5-0.55%，Cr：4.5-5.5%，W：1.2-1.5%，Mo：0.8-1.0%，Ni：1.2-1.5%，Si：0.7-1.0%，Mn：0.8-1.1%，S：0.1-0.4%，V：0.4-0.6%，P≤0.1%，Re：0.003-0.0064%，Mg：0.0035-0.0072%， Ca≤0.0024%，Ti≤0.0008%，余量为铁，余量为铁，其中Re为稀土元素，进一步的，所述的中铬多元素自润滑合金钢在冶炼过程中添加质量份数为0.5-1%的稀土硅镁铁合金FeSiMgRE，所述的稀土元素Re来自所添加的稀土硅镁铁合金FeSiMgRE，进一步的，所述的中铬多元素自润滑合金钢在冶炼过程中添加质量份数为0.5-0.8%的稀土硅镁铁合金FeSiMgRE7，所述的稀土元素Re来自所添加的稀土硅镁铁合金FeSiMgRE7。

中铬多元素自润滑合金钢的制备方法，所述的中铬多元素自润滑合金钢含有的化学元素成分及其质量百分比为：C：0.5-0.6%，Cr：4.5-6.5%，W：1.2-2%，Mo：0.8-1.2%，Ni：1.2-1.8%，Si：0.7-1.0%，Mn：0.8-1.1%，S：0.1-0.4%，V：0.4-0.6%，P≤0.1%，Re：0.003-0.008%，Mg：0.0055-0.011%， Ca≤0.0024%，Ti≤0.0008%，余量为铁，其中Re为稀土元素，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：

A：将生铁与废钢按照计算比例配合后投入炉中熔化，同时加入钨铁，加热熔化成钢水；

B：将钼铁、镍铁、铬铁200℃烘烤1小时以上并保温，待步骤A中的钢水温度达到1000-1050℃时加入钼铁、镍铁、铬铁进行合金化；

C：在钢水温度达到1600℃时依次加入硅铁、锰铁、稀土硅镁铁合金并再加入1%～1.5%的纯铝脱氧，钢水温度达到1630℃-1650℃时转入精炼炉内精炼；