[发明专利]一种矿山用高铬合金钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种矿山用高铬合金钢的制造方法。

背景技术

矿山用锤头材料的种类很多，最常用的是高锰钢，最初是因其硬度和耐磨性都比较高，但是现在人们发现其实不然，有些场合高锰钢锤头并不耐磨，使用寿命短，究其原因，是高锰钢要在大的冲击力的情况下才能产生高硬度的表面硬化层，而冲击力小的情况下不耐磨；还有中锰钢锤头，因其有较高的硬度和韧性，在冲击力不太大的情况下较耐用，且有磁性；高铬铸铁锤头有优良的耐磨性，但是韧性较差，易发生脆性断裂。各种材料均不能达到最理想的效果，因此寻求合理的材料 , 开发简单实用的工艺，在保证使用要求的前提下节省资源和能源，已成为耐磨材料领域的热点和难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿山用高铬合金钢的制造方法。

本发明采用如下技术方案：

矿山用高铬合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.65%、硅0.02-0.06%、锰0.06-0.08%、铬1.0-1.2%、钕0.045-0.055%、硼0.08-0.09%、锡≤0.002%、铷0.003-0.004%、铝0.01-0.035%、锆0.02-0.04%、镁≤0.08%、硫0.04-0.05%、磷0.02-0.03%、余量为铁。

矿山用高铬合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）配料：以合金钢质量百分比计，按以下化学成分配料，钕0.045-0.055%、硼0.08-0.09%、锡≤0.002%、铷0.003-0.004%、锆0.02-0.04%、镁≤0.08%，放入熔炼炉熔炼，保温30-40分钟后，继续熔炼1-2h，出炉温度为 1250℃-1380℃；然后浇注成合金块，取出空冷备用；

（2）按化学元素成分的质量百分比称取石墨粉、锰粉、铬粉和铝粉；充分混合均匀，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400 目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在 8-10Mpa 压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下 600-650℃进行烧结 8-10 小时，将烧结后的物料粉碎后过 200-400目筛，备用；

（3）将废钢和生铁按等比例混合，熔炼成钢水，将温度升至 1350-1550℃，再加入步骤（1）的合金块和步骤（2）的备用料，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，保温20-30分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化18-25min，铸造成型，出钢温度为1220-1480℃；

（4）热处理：将步骤（3）铸造成型的铸件空冷至室温，然后从室温加热升温至350-400℃，时间为2-3小时，保温1-2小时，再升温至600-650℃，时间为2-3小时，保温30-50分钟，再升温至1000-1200℃，时间为3-4小时；保温3-3.5小时，最后油冷；低温回火：加热到 300-350℃，保温 4-5小时后空冷。

本发明的有益效果：

本发明是采用低碳高铬钢作为材质，具有较好的韧性；同时，又因其含有硼、锡、铷、锆和镁等多种合金元素，具有高的硬度和耐磨性，尤其具有耐高温的特点；本发明的合金钢材料经细化后晶体介面变复杂，断裂强度增大，抗冲击韧性显著提升，制得产品的抗冲击韧性与现有产品相比提高 30-40%。

具体实施方式

实施例1：矿山用高铬合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.4%、硅0.04%、锰0.07%、铬1.1%、钕0.05%、硼0.085%、锡≤0.002%、铷0.0035%、铝0.02%、锆0.03%、镁≤0.08%、硫0.045%、磷0.025%、余量为铁。

矿山用高铬合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）配料：以合金钢质量百分比计，按以下化学成分配料，钕0.05%、硼0.085%、锡≤0.002%、铷0.0035%、锆0.03%、镁≤0.08%，放入熔炼炉熔炼，保温35分钟后，继续熔炼1-2h，出炉温度为 1300℃；然后浇注成合金块，取出空冷备用；

（2）按化学元素成分的质量百分比称取石墨粉、锰粉、铬粉和铝粉；充分混合均匀，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到300 目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在 8-10Mpa 压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下 620℃进行烧结 8-10 小时，将烧结后的物料粉碎后过 300目筛，备用；