[发明专利]一种防腐蚀高韧性耐磨铸段

说明书

技术领域

本发明涉及铸段技术领域，尤其涉及一种防腐蚀高韧性耐磨铸段。

背景技术

随着工业的发展，磨机的应用也趋于广泛，铸段是磨机设备研磨物料介质，通过磨机铸段之间、铸段与物料之间的碰撞摩擦产生磨削作用，从而将物料的粒径进一步减小。现有技术中常见的合金铸段，以高于锻造铸段的耐磨性能广泛应用于建材、矿山、电力等行业。工业用铸段长期工作于200-300℃的冲击物料磨损环境中，研磨体冲击频率高，磨损严重。而低铬、低锰、中碳铸造磨段韧性高，导热性好，但由于硬度较低，磨损性能较差，消耗大。若采用高铬铸段，虽然可以提高铸段的硬度，但由于在选矿业的磨机是水磨，除了会产生化学腐蚀，在研磨当中，由于铸段含铬量较高，内部出现电位差，产生电，在水的媒介导电条件下出现电化学腐蚀，使用效果也不理想，因此，矿山磨机用铸段的改造是本领域亟待解决的一个问题。

现存的铸段在耐磨性、硬度、韧性以及耐腐蚀方面性能欠佳，不能满足现在社会的要求。有鉴于上述铸段存在的缺陷，因此，要求铸段既要有高的耐磨性、硬度和好的韧性，还要求铸段的耐腐性要良好，这就对铸段的成分和表面处理工艺提出了更高等级的要求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，可在多种环境下使用，具有良好的耐腐蚀和耐磨性，硬度可达70HRC以上，冲击韧性可达7J/cm²，满足实际使用过程中对铸段的要求。

本发明提出的一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，按照如下步骤制得：

S1、熔炼：将生铁、废钢加入到高频感应熔炼炉中，并加热至1500-1560℃，保温20-45min后加入铬铁合金、紫铜、硅钙合金、锰铁和钼铁，待完全熔化后加入硼铁和钒铁，升温至1560-1600℃，保温10-20min后加入镁锭、铝锭、锆锭和钛锭，各原料完全熔化后扒渣，得到基质合金液；

S2、检测：检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C：1.3-1.6％，Si：0.9-1.3％，Cr：0.1-0.5％，Ca：0.5-1.2％，Mn：2.0-3.5％，Mo：0.6-0.8％，V：0.02-0.04％，Zr：0.02-0.04％，Al：1.2-2.3％，B：0.003-0.03％，Mg：0.7-1.2％，Ti：1.1-1.4％，Cu：0.2-0.4％，S：0.01-0.04％，P：0.02-0.04％，余量为铁和不可避免的杂质；

S3、浇注：将基质合金液冷却至1350-1400℃后浇入表面涂覆有纳米涂料的模腔中，待熔液完全凝固后开模，炉冷至室温得到铸段坯体A，其中纳米涂料在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm；

S4、热处理：将铸段坯体A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为5-8L/min，在10-15min内将电炉温度升温至960-1000℃，保温30-40min，在2-3min内升温至1050-1150℃，保温12-15min，在6-8min内升温至1200-1300℃，保温16-18min，取出后加入260-320℃的盐浴中，保温20-35min，取出后加热至400-480℃，保温20-35min，空冷至室温，得到铸段坯体B；

S5、预处理：将铸段坯体B在室温下浸水5-10min，取出干燥后浸入乙醇中，在55-65℃下超声振动15-20min，取出干燥后浸入丙酮中，在30-40℃下超声振动10-15min，取出置于真空室中进行干燥，用喷砂机对表面进行处理得到铸段坯体C，铸段坯体C的粗糙度为4-6μm；

S6、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在铸段坯体C的表面喷涂一层厚度为105-109μm的纯镍结合层后，再采用气动式普通喷涂机，在温度为20-25℃条件下吸入涂料，加压至7.5-30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述纯镍结合层外继续喷涂一层厚度为70-80um的涂层，得到所述防腐蚀高韧性耐磨铸段；其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚四氟乙烯粉10-40份、二硫化钼5-10份、碳化硅10-20份、纳米二氧化硅5-10份、硅烷偶联剂1-5份、三氧化二锑1-3份、二乙烯三胺5-10份。