[发明专利]一种耐磨抗冲击性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，特别涉及一种耐磨抗冲击性合金钢的制造方法。

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耐磨抗冲击性合金钢的制造方法。

本发明采用如下技术方案：

耐磨抗冲击性合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.55-0.68%、硅0.048-0.065%、锰0.02-0.05%、钛0.2-0.3%、铝0.04-0.05%、镓0.004-0.0042%、钌0.025-0.03%、钽0.05-0.07%、钨0.028-0.035%、钴0.01-0.02%、银0.001-0.002%、硫≤0.035%、磷0.58-0.62%、余量为铁。

耐磨抗冲击性合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）按化学元素成分的质量百分比称取硅粉、锰粉和铝粉；充分混合均匀，加入适量的10-20%的酒精水溶液中，送入球磨机中球磨，得到200-400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 550-600℃进行烧结4-6小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛，备用；

（2）将生铁与含硅75%的硅铁按等5-8:1混合，再加入废钢，熔炼成钢水，将温度升至 1600-1700℃，再加入步骤（1）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25-35min，铸造成型，出钢温度为1340-1480℃；

（3）热处理：将步骤（2）铸造成型的铸件加热到300-350℃保温1-2小时，再加热到600-700℃保温 2-3小时，再加热到900-1000℃保温 2-3小时，之后进行油淬或空淬，冷却至室温。

本发明的有益效果：

本发明的合金钢材料配方合理，采用低碳、高钛原则，通过添加钌、钽、钨、钴等金属元素以及多种其他原料组合，合理设置配比和生产工艺，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性极好等特点，可以显著延长抗磨部件寿命，降低机械的损坏率，增加了安全系数。

具体实施方式

实施例1：耐磨抗冲击性合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.6%、硅0.055%、锰0.03%、钛0.25%、铝0.045%、镓0.004%、钌0.028%、钽0.06%、钨0.03%、钴0.015%、银0.0015%、硫≤0.035%、磷0.6%、余量为铁。

耐磨抗冲击性合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）按化学元素成分的质量百分比称取硅粉、锰粉和铝粉；充分混合均匀，加入适量的15%的酒精水溶液中，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 580℃进行烧结5小时，将烧结后的物料粉碎后过300目筛，备用；

（2）将生铁与含硅75%的硅铁按等6.5:1混合，再加入废钢，熔炼成钢水，将温度升至 1650℃，再加入步骤（1）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25分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化30min，铸造成型，出钢温度为1400℃；

（3）热处理：将步骤（2）铸造成型的铸件加热到320℃保温1-2小时，再加热到650℃保温 2-3小时，再加热到950℃保温 2-3小时，之后进行油淬或空淬，冷却至室温。

本发明制造的的合金钢材料试验数据：抗拉强度σb≥ 1255MPa；屈服强度σ_0.2≥ 1180MPa；冲击吸收功 63J，低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 42.5J/cm²；硬度HRC 68-75。