[发明专利]一种超韧性耐磨合金材料及制备方法

权利要求书

1.一种超韧性耐磨合金材料，其特征在于：由以下质量份数比的合金原料组成：C：2.0-2.1、P：0-0.03、S：0-0.02、B：0.01-0.4、Ti：0.002-0.03、Zr：0.001-0.003、Mn：0.2-0.5、Cr：1.8-1.9、Mo：0.26-0.28、Si：0.85-0.9％、Al：0.006-0.007、Cu：0.03-0.06、Ni：0.2-0.4、Co：0.02-0.04、余量为Fe和不可避免的杂质元素。

2.根据权利要求1所述的一种超韧性耐磨合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下工艺路线：

（1）熔炼：将清洁干燥的废钢、生铁以质量比2.5-1.5：1作为铁基质来源，将废钢和生铁同时投入熔炉中，进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷，将上述质量份数比的合金原料及助炼剂分别以不同顺序加入到熔炉中进行合金化，再进行脱氧、除渣，通过取样检测并将各种化学元素的含量调整至合格，得到需要的钢液；

（2）浇铸：将步骤（1）中的钢液的出炉温度控制在1560-1580℃，待钢液静置3-5分钟，然后将钢液浇入钢锭摸内，控制钢液浇注的温度在1510-1530℃，然后进行造型；

（3）热处理：步骤（2）经过造型后的合金钢装炉，然后以3-5℃/min的升温速率从室温升温到200-250℃，然后以2-4℃/min的升温速率升温到400-450℃，然后以1-3℃/min的升温速率升温到600-650℃，在600-650℃保温1-2h，然后以2-4℃/min的升温速率升温到800-850℃，在800-850℃保温2-4h，然后以1-3℃/min的升温速率升温到950-1000℃，在950-1000℃保温3-5h，然后以1-3℃/min的升温速率降温到800-820℃，在800-820℃保温1-2h，然后以2-4℃/min的升温速率降温到560-600℃，在560-600℃保温0.5-1.5h，然后以3-5℃/min的升温速率降温到350-380℃，在350-380℃保温3-3.2h，然后出炉空冷。

3.根据权利要求2所述的一种超韧性耐磨合金材料的制备方法，其特征在于：所述合金原料加入的顺序依次为：（1）碳、钛、锆、助炼剂，（2）钼、锰、铬、（3）硅、铝、铜、镍、钴（4）其它剩余成分；每批次投入元素的时间间隔为30-45分钟，投料后搅拌均匀。

4.根据权利要求2所述的一种超韧性耐磨合金材料的制备方法，其特征在于：所述助炼剂占合金材料的质量份数比为4-6。

5.根据权利要求2所述的一种超韧性耐磨合金材料的制备方法，其特征在于：所述的助炼剂由以下质量份数比的原料制成：增韧粒子5-8、玻璃纤维2-3、高岭土3-4、氧化铝微粉4-6、纳米氧化锆3-5、石墨1-3、镍粉3-4、TiO₂粉 2-3、Ti粉3-4、蒙脱石3-4、Y₃O₂2-4、La₂O₃2-4。

6.根据权利要求5所述的一种超韧性耐磨合金材料的制备方法，其特征在于：所述的助炼剂的制备方法为：将按增韧粒子5-8、玻璃纤维2-3、高岭土3-4、氧化铝微粉4-6、纳米氧化锆3-5、石墨1-3、镍粉3-4、TiO₂粉 2-3、Ti粉3-4、蒙脱石3-4、Y₃O₂2-4、La₂O₃2-4混合装入球磨机中，添加一定比例的水，球磨12-20h，得到粒径为50-100目的混合粉，然后将混合粉在700-800℃下进行煅烧6-8h，自然冷却后，对混合粉进行第二次研磨，即得到粒径为100-200目的粉末。

7.根据权利要求5所述的一种超韧性耐磨合金材料的制备方法，其特征在于：所述增韧粒子150目-200目，氧化铝微粉的颗粒大小为100-300目，纳米氧化锆的平均粒径为30-50nm，玻璃纤维、高岭土、石墨、镍粉、TiO₂粉、Ti粉、蒙脱石、Y₃O₂、La₂O₃的粒径为100 -200μm。