[发明专利]一种高韧性高强度铸钢耐磨材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高韧性高强度铸钢耐磨材料及其制备方法，包括原材料准备—原材料热熔—TIN按比例加入—铸钢退火—铸钢淬火、回火—铸钢质量检测工艺步骤，通过等温淬火、高温回火等一系列热处理工艺，具有良好的抗拉性能，不易变形或者断裂，通过TIN在热熔过程中的适量加入，断裂延伸率≥12%；V型冲击功≥45J，洛氏硬度HRC40‑45，铸钢具备较高的抗冲击能力，铸钢的耐磨性能是NM450耐磨板的1.5倍，具有良好的耐磨性能，铸钢的耐磨程度均匀，通过在900±3℃的退火炉内进行退火，配合鼓风机与风叶，使生产的铸钢耐磨性均匀，避免了铸钢因各部位材质不同而引起的焊接性差、焊接缺陷多、焊接应力高，以及易断裂的问题。

技术领域

本发明涉及铸钢技术领域，具体涉及一种高韧性高强度铸钢耐磨材料及其制备方法。

背景技术

钢铁材料具有生产规模大、易于加工、性能可靠、使用方便等特点，故在实际使用中仍是占据主导地位的工程材料，全世界每年钢铁材料消耗量达7亿吨以上，其中50%由于材料磨损而消耗，据不完全统计，我国每年消耗金属材料达300万吨以上，而材料磨损的主要原因之一是因其强韧性不足，从而在冲击磨损条件下，放生脆性损害，如何提高耐磨材料的强韧性及强度，是一种追求的目标。

现有耐磨材质为高锰钢、高铬铸铁等，其中高锰钢只有在冲击大、应力高、磨料硬的情况下才耐磨，而且其屈服强度低、易于变形，高铬铸铁含有超过20%的高硬度共晶碳化物，具有优异的耐磨性，但存在高温热处理易变性和开裂的不足，脆性大，故使用过程中易剥落开裂，同时在湿磨工况下腐蚀比较严重，耐磨性能不够均匀，铸钢因各部位材质不同而引起的焊接性差、焊接缺陷多、焊接应力高，以及易断裂的问题，本发明主要研制一种高韧性高强度铸钢耐磨材料及其制备方法，解决上述现有材质所存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性高强度铸钢耐磨材料及其制备方法，通过等温淬火、高温回火等一系列热处理工艺，控制铸钢等温淬火温度为350±3℃，回火温度为550±3℃，减小或消除淬火铸钢中的内应力，得到的铸钢抗拉强度≥1200MPa，具有良好的抗拉性能，在承受外间拉力时，不易变形或者断裂，增加铸钢的使用寿命，通过TIN在热熔过程中的适量加入，断裂延伸率≥12%；V型冲击功≥45J，洛氏硬度HRC40-45，铸钢具备较高的抗冲击能力，并能在复杂的工况条件下承受一定载荷，防止断裂失效，通过将原材料按照C:0.2-0.4wt%，Si:0.5-1.1wt%，Mn:0.6-1.5wt%，Mo:0.2-0.8wt%，Ni:0.4-0.6wt%，V:0.04-0.05%，P≤0.025wt%，S≤0.025wt%，Al:≤0.07wt%，W：0.1-0.2wt%，其余为Fe进行熔融，使得铸钢的耐磨性能是NM450耐磨板的1.5倍，具有良好的耐磨性能，铸钢的耐磨程度均匀，通过在900±3℃的退火炉内进行退火，配合鼓风机与风叶，风叶退火室内的空气流动，同时配合鼓风机使退火室内的燃气不断得到补充，进而使得退火过程中退火室内的热量均匀流动，大大提升了退火质量，经扩散退火预处理使晶粒均匀化，进而使生产的铸钢耐磨性均匀，不存在各部位耐磨性不一致问题，避免了铸钢因各部位材质不同而引起的焊接性差、焊接缺陷多、焊接应力高，以及易断裂的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高韧性高强度铸钢耐磨材料及其制备方法，其特征在于：包括原材料准备—原材料热熔—TIN按比例加入—铸钢退火—铸钢淬火、回火—铸钢质量检测工艺步骤，具体步骤如下：

（1）原材料准备：将铸钢所需要的原材料按照一定比例准备；

（2）原材料热熔：控制高温熔炉的温度，并将准被好的原材料置于高温熔炉中进行热熔；

（3）TIN按比例加入：在原材料在高温熔炉中热熔时加入一定比例的TIN，热熔后将钢水进行浇注；

（4）铸钢退火步骤如下：

①将铸钢置于置物台上，并将置物台向退火室方向推动；