[发明专利]一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法

说明书

本发明公开了一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，涉及冶金技术领域。本发明包括以下步骤：S1：通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化，得到各组分的纳米级粉末；S2：将铬、铁粉末按比例混合后进行熔融，熔化成铁水；S3：将硅、硼、稀有金属粉末加入至液相中进行熔融；S4：在出钢前将铝镁合金加入液相中进行熔融。本发明通过高能球磨法将各组分细化成纳米级粉末，使得制得的高铬合金的晶粒更加细小，高铬合金具有更高的硬度、致密度及机械性能，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，使得高铬合金表面的硬度大幅度提高，耐磨性得到明显改善，通过掺加铝镁合金和稀有金属，可改善高铬合金的整体性能。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别是涉及一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法。

背景技术

高铬合金钢普遍具有高硬度和高耐磨性，轴承用钢和研磨球用钢常使用高铬合金钢作为原材料，高铬合金广泛应用于水泥建材、金属矿山、煤浆火电、化学工程、陶瓷涂料、轻工造纸、磁性材料等行业的粉体制备与超细深加工，产品硬度高，磨耗低，韧性好，破碎少，但是现有的高铬合金机械性能不够理想，高铬合金表面的耐磨性不够，且整体硬度较低，本发明通过采用铝镁合金、铬及多种稀有金属作为原料，生产高性能耐磨、高强度材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化成纳米级粉末，使得制得的高铬合金的晶粒更加细小，高铬合金具有更高的硬度、致密度及机械性能，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，使得高铬合金表面的硬度大幅度提高，耐磨性得到明显改善，通过掺加铝镁合金和稀有金属，可改善高铬合金的整体性能，解决了现有的高铬合金机械性能不够理想的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，包括以下步骤：

S1：通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化，得到各组分的纳米级粉末；

S2：将铬、铁粉末按比例混合后进行熔融，熔化成铁水，然后取样分析化学成分，根据检测结果调整含碳量；

S3：将硅、硼、稀有金属粉末加入至液相中进行熔融；

S4：在出钢前将铝镁合金加入液相中进行熔融；

S5：熔融完成后，将出炉的合金液体倒入模具中，铸造成型；

S6：将铸造成型的工件进行退火，退火完成后，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，进行表面改性处理，然后对工件依次进行淬火、回火热处理工艺，回火可降低工件残余应力和脆性，并保持其淬火得到的高硬度和耐磨性，待工件空冷至室温后，最后进行精修并检测成品，得到高铬合金。

进一步地，所述高铬合金由以下质量份数的成分组成：铝镁合金10-15份、稀有金属8-10份、铬25-30份、硅3-5份、硼1-3份以及铁余量。

进一步地，所述稀有金属包括锰、镍、钼、钨、钒，钛和铌，所述稀有金属中锰、镍、钼、钨、钒、钛和铌的质量份数如下：锰5-8份、镍20-25份、钼15-18份、钨18-20份、钒10-12份、钛8-10份和铌10-12份。

进一步地，所述S3中硅、硼、稀有金属粉末的加入顺序如下：

硅：当炉内化学成分调整好后，温度适当，加入硅，加入以后在10-25min之内出钢；

硼：在临出钢时加入，加硼前向钢中配加适量的铝和钛；

锰：在造还原渣的同时加入；

钒：在还原期加入；

钼：在还原期初期加入；