[发明专利]锰钨钛耐磨铸钢

说明书

本发明属于铸钢合金中的铸造耐磨钢，适用于中等应力磨料磨损条件下工作的机械构件，如中小型球磨机(直径3米以下)的衬板、φ800×600锤式破碎机的锤头、摆式磨粉机的磨辊及磨环等。

目前本领域主要使用铸造高锰钢、铬锰硅钼耐磨铸钢、铬镍钼耐磨铸钢。

高锰钢的主要成分(重量百分数)为：碳0.9～1.5％，锰11～14％。这类钢是目前使用量最大的耐磨钢。其缺点是冲击硬化的特性难以发挥，在中等冲击载荷下耐磨性差。

铬锰硅钼耐磨铸钢的主要成分(重量百分数)为：碳0.3～0.6％，铬1.0～3.0％，锰1.0～2.0％，硅1.2～1.6％，钼0.3～0.5％。这类钢是八十年代以来研制的新钢种，其耐磨性可达到高锰钢的1.5倍。缺点是热处理工艺复杂，机械性能不稳定，制作截面尺寸较大的铸件往往不耐磨或发生断裂。

铬镍钼耐磨铸钢的主要成分(重量百分数)为：碳0.3～0.6％，铬4.0～6.0％，镍0.3～1.0％，钼0.3～1.0％。这类钢也是八十年代以来研制的新型耐磨铸钢，其耐磨性可达到高锰钢的1.5～2倍。缺点是生产成本高。

本发明的目的在于提供一种不仅耐磨性高，并且淬透性高、机械性能稳定、生产成本低，可在中等冲击载荷下使用的耐磨铸钢。

本发明上述目的达到，采用的技术方案是：以锰和钨为耐磨铸钢的主加元素，以Ti为耐磨铸钢的辅加元素，得到锰钨钛耐磨铸钢。其化学成分(重量百分数)为：碳0.3～0.6％，锰3.0～4.0％，钨1.0～3.0％，钛0.06～0.15％，硅≤1.0％，磷≤0.06％，硫≤0.06％，其余为铁。

本发明的耐磨铸钢主要成分范围的限定理由说明如下：

碳：0.3～0.6％

碳的主要作用是固溶于马氏体中从而使钢具有高硬度。碳低于0.3％，钢的硬度降低，耐磨性随之降低。碳高于0.6％，钢的韧性降低，使构件承受中等冲击载荷时会发生断裂。

锰：3.0～4.0％

锰的主要作用是提高耐磨钢的淬透性。锰低于3.0％，淬透性降低，大截面构件的硬度随之降低，耐磨性变差；锰高于4.0％，耐磨钢的韧性严重下降。

钨：1.0～3.0％

钨的主要作用有两个方面，一是与锰配合提高淬透性；二是提高热硬性，使构件表面因摩擦而温度升高时仍有高硬度，从而提高耐磨性。钨低于1.0％，上述作用不明显；钨高于3.0％，提高淬透性的作用已不明显，并使生产成本提高。

钛：0.06～0.15％

钛的主要作用是细化晶粒，从而提高韧性。钛的含量低于0.06％，细化晶粒的作用不明显，高于0.15％，使生产成本增加。

硅、磷、硫是本发明耐磨铸钢中的杂质元素，其含量分别限制在1.0％、0.06％、0.06％以下。

由以上主要元素配制成的本发明锰钨钛耐磨铸钢，硬度大于55HRC，冲击韧性为12～20J/cm²，空气中淬透直径大于200mm，耐磨性达到高锰钢的2～3倍，生产成本仅比高锰钢高20％。

实施例：

实施例1：采用已有的炼钢及铸造技术，控制本发明的化学成分(重量百分数)为：C0.3～0.5％,Mn3.0～3.5％,W1.0～2.0％,Ti0.06～0.15％,Si≤1.0％,P≤0.06％,S≤0.06％，其余为Fe。

实施例2：采用已有的炼钢及铸造技术，控制本发明的化学成分(重量百分数)为：C0.4～0.6％,Mn3.0～4.0％,W1.5～3.0％,Ti0.06～0.15％,Si≤1.0％,P≤0.06％,S≤0.06％，其余为Fe。

使用本发明锰钨钛耐磨钢制造的φ2700球磨机衬板、φ800×600锤式破碎机锤头、4R型摆式磨粉机磨辊及磨环已分别在矿山、水泥厂、石粉厂使用，使用寿命达到ZGMn13的2～3倍。