[发明专利]一种超强度耐磨合金及其制备方法

说明书

本发明公开了本发明提供一种超强度耐磨合金，属于耐磨合金技术领域，其各组分重量百分比为：C：0.25～0.60％，B：0.001～0.005％，Cr：1.8～2.2％，Nb：0.25～0.35％，Si：0.5～0.8％，Mn：0.6～0.9％，Mo：0.4～0.5％，Cu：0.3～0.7％，N：0.025～0.030％，Re：0.35～0.50％，S0.03％，P0.03％，其余量为Fe。本发明制备的合金中不添加铬、钼等贵重元素，而以硼为主要合金元素，依靠硼在钢中形成的高硬度的硼化物及含硼碳化物为耐磨骨架，获得高耐磨性能。微量的铈，改善硬质相在基体中的分布形态，进一步提高了合金的性能。本发明的合金制备方法生产工艺成本较低；且变质处理技术成本比较低，变质处理方法较为简单。

技术领域

本发明属于耐磨合金技术领域，特别涉及一种超强度耐磨合金及其制备方法。

背景技术

磨损是许多工业部门普遍存在并成为引起设备失效或材料破坏的一个重要原因，同时其也消耗了大量的能源和材料。由耐磨合金铸钢制造的各种工程挖掘和装载机斗齿、各种耐磨输送管道、各种破碎机锤头和颚板、各种履带板，由于处于高强度、恶劣气候等工作条件，其磨损情况更加严重。

目前，广泛使用的金属耐磨材料有：高锰钢；中、低合金钢；高铬铸铁；高速钢。这些材料都不同程度的解决了金属不耐磨的问题，但又各自存在着不同程度的缺陷：众所周知，高锰钢只有在高硬度磨料强冲击、高应力作用下才具有高的耐磨性，并且韧性好，安全性能好。但在中低硬度磨料、低应力作用下，高锰钢并不耐磨，因此使用上受到限制。中、低合金钢具有较好的韧性，在低应力下比高锰钢耐磨，但其淬透生差，因而耐磨性较差。高铬铸铁是国内外公认的耐磨性较好的材料，也是使用比较普遍的耐磨材料。但高铬铸铁合金元素含量高，因而其成本也较高，而且存在韧性不足的缺限。高速钢中含有大量硬度更高的碳化物，耐磨性可比高铬铸铁的提高3～5倍。但由于成本高，制造工艺复杂，一般只用于制造刀具轧辊等零件，因此，很难大范围推广。

目前，国外耐磨件大多采用价格昂贵的贵金属和具有较高合金含量的材料，如俄罗斯的铬含量达30％、德国用大量的镍、日本用昂贵的铌，生产成本高、工艺复杂，进口产品价格十分昂贵。我国是缺镍少铬的国家，耐磨件生产总体水平落后，材料耐磨性一般，材料容易断裂损坏，能源消耗高，环境污染严重，如果采用大量贵金属将提高生产成本。因此，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种超强度耐磨合金及其制备方法，以C、Cu、Mn、Mo以及Si为主要合金元素，获得高耐磨性能的合金，韧性好且硬度高，以满足不同工况条件的性能要求，其生产工艺简单，成本低廉。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一方面，本发明提供一种超强度耐磨合金，其各组分重量百分比为：C：0.25～0.60％，B：0.001～0.005％，Cr：1.8～2.2％，Nb：0.25～0.35％，Si：0.5～0.8％，Mn：0.6～0.9％，Mo：0.4～0.5％，Cu：0.3～0.7％，N：0.025～0.030％，Re：0.35～0.50％，S0.03％，P0.03％，其余量为Fe。

进一步地，其各组分重量百分比为：C：0.35～0.45％，B：0.002～0.004％，Cr：2.0～2.2％，Nb：0.28～0.32％，Si：0.6～0.7％，Mn：0.7～0.8％，Mo：0.4～0.5％，Cu：0.4～0.6％，N：0.026～0.028％，Re：0.4～0.5％，S0.03％，P0.03％，其余量为Fe。

更进一步地，其各组分重量百分比为：C：0.38％，B：0.002％，Cr：1.9％，Nb：0.28％，Si：0.6％，Mn：0.7％，Mo：0.45％，Cu：0.5％，N：0.028％，Re：0.42％，S0.03％，P0.03％，其余量为Fe。

另一方面，本发明提供一种超强度耐磨合金的制备方法，包括以下步骤：