[其他]一种稀土锰硅钼钛硼耐磨铸钢及其生产工艺

说明书

本发明属于一种低合金耐磨金属材料及其生产方法

在本发明以前，国外生产的合金耐磨铸钢，多偏重于加入铬、镍、钼等较高合金含量的金属元素，这不仅提高了耐磨铸钢的成本，而且受到资源方面的限制。

本发明的目的是提供一种在低应力冲击磨料磨损状态下具有良好的耐磨性的稀土锰硅钼钛硼耐磨铸钢及其生产工艺。

该耐磨铸钢的化学成分是：碳含量为0.60～0.70%、锰含量为1.6～1.9%、硅含量为1.2～1.4%、钼含量为0.3～0.45%、钛含量为0.06～0.08%、硼含量为0.002～0.003%、稀土元素总含量为0.05～0.10%，其中硫，磷有害元素不得超过0.035%，残余铝含量为0.02～0.06%。

稀土锰硅钼钛硼耐磨铸钢的生产，包括碱性电弧炉冶炼、铸造、热处理过程。碱性电弧炉冶炼出钢温度应控制在1540℃～1560℃。该冶炼过程的要点是所加入的稀土合金、硼铁合金块度要求达到10mm～20mm，在加入前要在100℃～200℃条件下烘热，加入时机是在出钢时，并在钢水包中被吸收。在加入稀土合金、硼铁合金前，钢液必须在白渣下充分脱氧，加入后钢水需搅动，以确保吸收均匀，并需镇静4～7分钟后方可浇注（浇注温度为1480℃～1490℃）。

热处理过程的要点，是要严格控制温度变化，在开始时加热升温速度为每小时80℃，加热到600～650℃，（对于十吨热处理炉）保温3～4小时，然后继续以每小时100℃的升温速度加热，当加热到830℃～860℃时，保温4～6小时后，出炉冷却。

在热处理过程中的冷却工艺，是采用吹风冷却法，风冷速度为每分钟30℃～35℃，冷至250℃±50℃时停风，然后将料车拉入已降温的热处理炉中，开着炉门，随炉自冷进行回火。该冷却工艺适于8～10吨装炉量，截面厚度要求在100mm以下的产品件，或5吨以下的装炉量，截面厚度可在130mm以下的产品件，风流介质温度在5℃～35℃。

该冷却工艺的风冷阵列与冷却速度控制以吹风机顺着料车长度方向两侧对吹布置，按一定距离摆开对吹加热件的布阵方式。料盘底部与料车上部之间要留有通风通道，其间距最低限度要大于250mm，以便输入风量，控制风冷效果。还可在料车盛料件上方中间区，顺料车长度方向设置可左右摆动的向下吹的风机，以便提高料车中部的冷却效果。料车与外围吹风机距离在1.2～1.6m处。

对于风量要求，是每吨产品件冷却所需风量为每小时不得小于10000m³。

热处理装炉要求，是当产品件装炉量小于5吨，截面厚度在130mm以下时，要保证产品件之间距离不小于100mm。当产品件截面厚度小于100mm以下，装炉量在8～10吨时，要保证产品件之间距离不小于80mm。

采用稀土合金制造低合金耐磨金属材料，不仅工艺简单、耗能低、不污染环境、耐磨性能高、而且有利于充分开发利用我国丰富的稀土资源。