[发明专利]一种自磨机和半自磨机专用衬板钢

说明书

本发明涉及一种自磨和半自磨机专用衬板钢，其化学成分（%）为：C＝0.4～1.1、Si＝0.3～1.2、Mn＝12～19、S＜0.03、P＜0.04、Cr＝12～19、Mo＝0.6～1.5、V＝1.5～2.3，Nb＜0.05，其余为Fe。本发明在高锰钢中加入多种合金元素，采用奥氏体超饱和固溶强化技术以及第二相粒子弥散强化技术，在奥氏体中添加碳化物，获得致密而均匀的金相组织，从而达到高硬度，高屈服点和韧性，提高衬板的初始硬度和耐磨性。使用中利用磨球、矿石碰撞衬板产生的能量，诱发衬板表层发生马氏体相变，进一步提高衬板硬度和耐磨性，延长衬板使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种用于金属矿物、工业矿物、化工矿物、能源矿物和建材物料粉磨用自磨和半自磨机中，保护筒体减少磨损的一种自磨和半自磨机专用衬板钢。

背景技术

自磨和半自磨机是金属矿物、工业矿物、化工矿物、能源矿物和建材物料加工中重要的粉磨设备，衬板的作用是保护自磨和半自磨机的筒体，并将能量传递给物料和粉磨介质。衬板材料对于延长衬板的寿命及提高工作效率有重要影响。目前我国广泛使用的自磨和半自磨机衬板材料为高锰钢，其屈服强度较低，在使用过程中衬板易变形，时常造成断裂；这种钢属于加工硬化型材料，在使用初期由于未能达到必要的加工硬化程度而存在硬度低、耐磨性差的问题，造成较高的金属磨损，从而影响了使用寿命。

发明内容

为解决高锰钢存在的问题，提高自磨和半自磨机衬板耐磨性和使用寿命，本发明提出了一种自磨和半自磨机专用衬板钢。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用特有的材料化学成分，在高锰钢中加入多种合金元素，合金元素的加入起到固溶强化的作用，稀土元素铌的加入使晶粒明显细化，并提高硬度和冲击韧性。同时采用奥氏体超饱和固溶强化技术进行热处理，并在奥氏体中添加碳化物。随后通过适当的时效处理析出第二相粒子弥散强化，使硬度及耐磨性明显提高，同时获得高的冲击韧性。制造完成的衬板材料还具有加工硬化特性。

本发明的有益效果是：通过实施上述技术方案，获得致密而均匀的奥氏体加碳化物金相组织，从而达到高硬度，高屈服点和韧性，提高衬板的初始硬度和耐磨性，初始硬度可达37～43HRC，改善原有高锰钢初始硬度低、耐磨性差的问题。使用中利用磨球、矿石碰撞衬板产生的能量诱发衬板表层发生马氏体相变，加工硬化硬度可达55～60HRC，硬化层厚度达10～20mm，进一步提高衬板硬度和耐磨性，延长衬板使用寿命。

实施方式

本发明一种自磨和半自磨机专用衬板钢实施例，要求材料化学成分（%）为：C＝0.4～1.1、Si＝0.3～1.2、Mn＝12～19、S＜0.03、P＜0.04、Cr＝12～19、Mo＝0.6～1.5、V＝1.5～2.3，Nb＜0.05，其余为Fe。

按照所要求的化学成分选取废钢、合金、锰铁、铬铁、钼铁、钒铁等进行配料，放入中频电炉中，加温至1510℃进行熔炼，同时对化学成分进行调整。

对钢液进行检验分析，化学成分（%）为：C＝0.66，Si＝0.72，Mn＝13.6，S＝0.02，P＝0.03，Cr＝15.8，Mo＝0.9，V＝1.8，Nb＝0.03，其余为Fe。化学成分在要求的范围内，合格。

将熔炼好的钢水在1440℃的温度下浇注入预先制造完成的自磨和半自磨机专用衬板铸造模型中，然后冷却6小时。

冷却后开模，分离衬板，清理。

将上面铸造的衬板放入热处理炉中加热。加热过程中，低于680℃时每小时升温55℃，到达690℃时保温1h，然后快速升温至1060℃进行保温，保温时间根据衬板厚度每25mm保温一小时。然后迅速投入低于30℃的水中进行水韧处理，水量应足够大，冷却完毕水温不应超过45℃。