[发明专利]一种多元少量低合金化槽帮铸钢件的制备方法

说明书

一种多元少量低合金化槽帮铸钢件的制备方法，属于钢铁材料加工技术领域。该方法是对添加铬、镍、钼等合金元素的常用的中碳槽帮铸钢ZG30MnSi提出的。其主要技术特征是利用铬的固溶强化，以及铬与镍共存时可明显提高淬透性，且镍在提高材料强度的同时可使材料保持较高韧性；同时，少量的钼可减弱含铬铸钢的回火脆性，并进一步提高其淬透性及抗回火稳定性的作用；以及利用熔炼时的夹杂物球化变质处理、热处理的正火、高温回火、调质技术来实现槽帮铸钢件的高强度、高韧性、高耐磨。按照上述成分及工艺方法处理，该槽帮铸钢件的抗拉强度不低于1200MPa、室温冲击韧性不低于65J/cm²，相对于ZG30MnSi，其耐磨损性能提高2.5倍以上，满足矿山冶金机械对耐磨损性能的高要求。

技术领域

本发明涉及一种多元少量低合金化槽帮铸钢件的制备方法，属于钢铁材料加工技术领域。

背景技术

槽帮是刮板输送机的重要部件，服役时，槽帮承受着磨损、冲击、腐蚀等较为复杂的工况。随着高效集约化生产模式的出现，对输送系统提出了更高要求，这也体现在对槽帮服役性能提出了更高要求。目前常用的槽帮材料ZG30MnSi，难以满足这一更高要求，需要对铸造槽帮材料的化学成分及其热处理工艺进行适当调整设计，以获得更高强度、更高韧性、更加耐磨损的槽帮。

一般来讲，低合金化铸钢通过热处理工艺，可具有良好的强韧性组合，且随着对热处理工艺制度的调控，可在较大范围内调整低合金化铸钢的强度、塑性、韧性的配合，以满足不同工况条件下的要求。

为此，本申请提出对常用槽帮材料ZG30MnSi进行多元少量的低合金化，即通过添加铬Cr、镍Ni、钼Mo等合金元素，并通过对熔炼、热处理等工艺过程的合理调控来制备出高淬透性、高强韧性、高耐磨性的多元少量的低合金化槽帮铸钢件，以满足现代高效集约化生产模式对槽帮服役性能的更高要求，进一步提升刮板输送机的品质。

发明内容

一种多元少量低合金化槽帮铸钢件的制备方法主要是利用铬Cr、镍Ni、钼Mo合金化元素的作用，以及结合熔炼时的夹杂物球化变质技术、热处理技术来实现多元少量低合金化槽帮铸钢件的高淬透性、高强韧性，及其高耐磨损性能。

本发明通过以下技术措施实现：

一种多元少量低合金化槽帮铸钢件的制备方法，其特征在于通过对中碳槽帮铸钢ZG30MnSi加入铬Cr、镍Ni、钼Mo等金属进行多元少量低合金化；经电弧炉或感应炉熔炼时的夹杂物球化变质处理；以及正火、高温回火、调质处理来实现多元低合金化槽帮铸钢件的高淬透性、高强韧、高耐磨；添加铬Cr、镍Ni、钼Mo的质量百分比含量为：0.2～0.4％Mo；0.3～0.8％Cr；0.3～0.8％Ni；所述多元少量低合金化槽帮铸钢件，其化学成分的质量百分比含量为：C：0.25～0.32％；Si：0.60～0.90％；Mn：1.20～1.60％；P：≤0.010％；S：≤0.010％；Mo：0.2～0.4％；Cr：0.3～0.8％；Ni：0.3～0.8％；其余含量为Fe。

进一步地，所述电弧炉或感应炉熔炼时的夹杂物球化变质处理，是指钢水化学成分及其质量百分比成分在如上所述合金的范围内时，将熔炼的钢水出炉到钢包；当钢包内的钢水出钢浇注前，向钢包内喂入硅-钙-稀土包芯线进行夹杂物球化变质处理，其包芯线直径7～9mm，包芯线喂入量1.8～2.0kg/t，喂包芯线速度为1.9～2.1m/s；其中，硅-钙-稀土包芯线的化学成分及其质量百分比为：Si：30～40％；Ca：20～30％；RE：15～20％；其余含量为Fe；

进一步地，所述正火处理，其温度为960～1200℃，保温时间为50～80min/mm，空冷至室温。

进一步地，所述高温回火处理，其温度为620～650℃，保温时间为13～17min/mm，1～3％NaCl的盐水冷却至室温。