[发明专利]耐磨合金钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到合金钢制造技术领域，尤其涉及一种耐磨性强、脆性小并适合于民用使用和推广的耐磨合金钢及其制备方法。

背景技术

合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，中合金钢和高合金钢。

合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。

公开号为CN 102978533A，公开日为2013年03月20日的中国专利文献公开了一种高强度高韧性合金钢，其化学成分组成如下：碳：0.14-0.19wt%、硅：0.20-0.33wt%、硼：0.02-0.05wt%、锰：0.85%-1.30wt%、磷：≤0.02wt%、硫：0.015-0.02wt%、铬：0.08-0.1wt%、钒：0.6-0.2wt%、镍：0.30-0.50wt%、铜：0.2-0.3wt%、钼：0.02-0.08wt%、钛：≤0.2wt%、铌：≤0.06wt%，余量为铁。

该专利文献公开的高强度高韧性合金钢，其采用低碳多合金系配比，冶炼成本大，控制难度大，工艺要求高，成本高，属专用使用钢种，民用推广难。

公开号为CN 1335417，公开日为2002年02月13日的中国专利文献公开了一种高温耐磨合金钢，其特征在于：采用下述组分和重量百分含量的原料通过熔炼和其它工艺流程生产制得的：77.5-79%的废钢，18.3-207%的高碳铬铁，0.67-1.0%的钼铁，0.33-0.5%的钒铁，适量的硅、锰脱氧剂，0.05-0.1%的钛铁，0.02-0.05%的锆，0.6-1.2%的铝和0.12-0.5%的稀土元素，这样制得的合金钢含碳1.45-1.70%，含铬11.0-12.5%，含钼0.4-0.6%，含钒0.15-0.30%，含钛0.02-0.05%，含锆0.02-0.05%，含铝0.6-1.2%，含稀土元素0.05-0.15%。

该专利文献公开的高温耐磨合金钢，其采用增大碳和高合金元素的配比，虽然提高了一定的耐磨性能，但是，大大增加了合金成本，且制造出的合金钢性能接近铁，脆性较大，不适合国内民用使用和推广。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了耐磨合金钢及其制备方法，本发明制备的合金钢耐磨性强，其耐磨性是高铬铸铁、高锰钢的2～5倍；本发明通过中频炉冶炼废铁、废钢和含有硅、锰、铬、钼的合金，经热处理后的合金钢耐磨性大大提高，且脆性较小、相对生产成本较低。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

耐磨合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：

碳         0.33-0.55%

硅         0.60-1.20%

锰         1.50-3.20%

磷          ＜0.04%

硫          ＜0.04%

铬          5.60-8.30%

钼          0.20-0.30%

钒          0.05-0.80%

铁             余量。

所述钒的含量为0.30-0.50%。

耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，依次由以下工艺步骤组成：

A、确定工艺目标值，重量千分计配比如下：

碳4份，硅8份，锰20份，铬60份，钼2份，钒3份，余量为铁；

B、配料：选取废铁、废钢和含有硅、锰、铬、钼的合金；

C、熔炼：先将B步骤中的配料放入炉底垫有热石灰的中频炉内，再向中频炉通低电流，中频炉内配料预热后全负荷送电，直至中频炉内配料熔化；