[发明专利]一种高强度耐磨铸钢及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铸钢加工技术领域，具体是一种高强度耐磨铸钢及其 制备工艺。

背景技术

煤矿机械设备井下工作环境恶劣，大多数是在高速、重载、振 动、冲击、摩擦的工况下工作，磨损、断裂是煤机设备失效的主要 形式，而且井下空气潮湿，并含有SO₂、H₂S、NO等有害气体，多数 机械直接暴露在空气中，空气腐蚀又加剧了零部件的磨损、断裂失 效，这种严酷的工作条件对材料性能提出了很高的要求。

现行的耐磨铸钢主要有高锰钢和低合金钢。高锰钢的最大特点 是：初始硬度较低，在较大的冲击载荷或接触应力作用下，表面层 能迅速产生加工硬化，内部则仍保持有良好的韧性，因此具有良好 的耐磨性。但是，在冲击载荷或接触应力不太高的场合，短时间内 得不到充分的加工硬化，致使高锰钢的耐磨特性得不到充分发挥， 因而使用寿命较短。加工工艺复杂，生产制造成本高。采用多元合 金化的低合金钢经过适当的热处理，可以获得高强度高硬度与一定 的韧性配合，耐磨性能优良。

发明内容

本发明旨在提供一种高强度耐磨铸钢及其制备工艺，克服了现 有技术的不足，生产工艺简单，质量稳定，耐磨性性能较好，得到 的铸钢具有较高的硬度与韧性，可广泛应用于各种磨损率高的工件， 制造各种形状复杂的耐磨铸钢件。

本发明提供如下技术方案：

一种高强度耐磨铸钢及其制备工艺，由以下化学成分按重量百分 比组成：碳0.52-1.15％、锰0.25-42％、硅1.3-1.6％、铬1.6-2.5 ％、钼2.1-2.4％、镍1.3-1.8％、铜1.2-1.8％、硼0.08-0.17％、 磷≤0.004％、硫≤0.003％、其余为铁。

一种如权利要求1所述的高强度耐磨铸钢及其制备工艺，包括以 下步骤：

(1)将配料碳钢加入炼钢炉中加热熔化形成钢液，取样并对上 述钢液中的碳、锰、硅、铬、钼、铜和镍元素进行含量分析，然后根 据需要向所述钢液中加入配料锰铁合金、硅铁合金、铬铁合金、钼铁 合金、镍铁合金和铜；

(2)当上述多元合金铸钢的钢水温度达到1580-1600℃依次加 入金属铝，预热过的硅铁、硼铁和钛铁，然后将钢水升温至1610-1630 ℃后出炉，并将钢水注入浇包；

(3)将浇注得到的铸件经开箱、清砂后进行热处理，再依次进 行奥氏体化处理和等温淬火处理，出炉空冷，即得到所述耐磨铸钢。

所述步骤(2)中金属铝加入量是炉内钢水质量分数的1.5-2.2％， 硅铁加入量是炉内钢水质量分数的0.8-1.2％，硼铁加入量是炉内钢 水质量分数的5.5-6.5％，钛铁加入量是炉内钢水质量分数的 0.2-0.3％。

所述步骤(3)中奥氏体化处理的温度为920℃，时间为40分钟， 所述等温淬火处理的温度为330℃，时间为90分钟。

与已有技术相比，本发明的有益效果：本发明的耐磨铸钢克服 了现有技术的不足，生产工艺简单，质量稳定，耐磨性性能较好， 得到的铸钢具有较高的硬度与韧性，可广泛应用于各种磨损率高的 工件，制造各种形状复杂的耐磨铸钢件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。

实施例1一种高强度耐磨铸钢及其制备工艺，由以下化学成分按重量 百分比组成：碳0.52％、锰0.25％、硅1.3％、铬1.6％、钼2.1％、 镍1.3％、铜1.2％、硼0.08％、磷≤0.004％、硫≤0.003％、其余 为铁。

一种如权利要求1所述的高强度耐磨铸钢及其制备工艺，包括以 下步骤：

(1)将配料碳钢加入炼钢炉中加热熔化形成钢液，取样并对上 述钢液中的碳、锰、硅、铬、钼、铜和镍元素进行含量分析，然后根 据需要向所述钢液中加入配料锰铁合金、硅铁合金、铬铁合金、钼铁 合金、镍铁合金和铜；

(2)当上述多元合金铸钢的钢水温度达到1580-1600℃依次加 入金属铝，预热过的硅铁、硼铁和钛铁，然后将钢水升温至1610-1630 ℃后出炉，并将钢水注入浇包；