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ag8国际亚游一种高铬合金钢锤头材料及其制备方法

2020-11-01 14:30

  【专利摘要】一种高铬合金钢锤头材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳2.2-2.5、硅2.1-2.3、锰0.9-1.3、铬16.2-17.5、钼1.0-1.2、镍0.2-0.4、钒1.7-1.9、Ta0.05-0.08、Ba0.12-0.16、S≤0.05、P≤0.05、余量为铁。本发明合金钢具有高碳钢大的硬度,同时因其含有铬、钒、Ba多种合金元素,又具有高的耐磨性、耐腐蚀性、强度高、耐冲击的优点;本发明适用于冲击较强烈的场所,用于破碎硬度高、粒度在200-300mm的物品,使用寿命长,最能显现其特性。本发明精炼剂用于铸造生产,铸件中的气孔度降低1-2度,氧化夹杂物在2级左右。

  [0001]本发明涉及耐磨金属材料领域,尤其涉及一种高铬合金钢锤头材料及其制备方法。

  [0002]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。

  [0003]本发明的目的在于提供一种高铬合金钢锤头材料及其制备方法,该合金材料具有强度高、耐磨性好、耐腐蚀、冲击韧性高的优点。

  (1)、准备生铁与废铁按1:0.5-1比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;

  (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)硅、锰、钥;(2)铬、Ta;(3)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟,投料后搅拌均匀。

  [0007]所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:工具钢粉3-4、粘土 20-24、明帆5_6、铁矿渣粉1-2、碳化硅4-5、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1_2、氯化钾2_3、氟化钙4_5 ;制备方法是将各原料混合,加热至熔融状态,然后,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成100-200目粉末;将所得粉末加入相当于粉末重量2_3%的硅烷偶联剂ΚΗ_550、1_2%的纳米碳粉,混合均匀后,在8-15Mpa下压制成坯,然后,在900-950°C下煅烧3_4小时,冷却后,再粉碎成150-250目粉末,即得。

  本发明合金钢具有高碳钢大的硬度,同时因其含有铬、钒、Ba多种合金元素,又具有高的耐磨性、耐腐蚀性、强度高、耐冲击的优点;本发明适用于冲击较强烈的场所,用于破碎硬度高、粒度在200-300mm的物品,使用寿命长,最能显现其特性。本发明使用部分废铁作为原料,并经过二次精炼,合理控制铸后热处理温度,分批投放原料,使合金品质更稳定均一,提高综合力学性能。本发明精炼剂用于铸造生产,明显提高成品率,特别是铸件中的气孔度降低1-2度,不会在铸件表面产生气孔,夹杂氧化物也明显降低,氧化夹杂物在2级左右。

  [0009]一种高铬合金钢锤头材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳

  (I)、准备生铁与废铁按1:0.6比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;

  (2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)硅、锰、钥;(2 )铬、Ta ; (3 )其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为23分钟,投料后搅拌均匀。

  [0011]所述的铸后热处理是:先由室温以185°C /小时速率升温至505°C,保温65分钟,再以185°C /小时速率升温至725°C,再以165°C /小时速率降温至605°C,再以215°C /小时速率升温至940°C,保温3.5小时;再以175°C /小时速率降温至605°C,再以185°C /小时速率升温至705°C,再以175°C /小时速率降温至505°C,保温55分钟;再以175°C/小时速率降温至225°C,保温2.5小时;再以185°C /小时速率升温至345°C,再以175°C /小时速率降温至225°C,再以185°C /小时速率升温至5401:,保温2.5小时,取出空冷即得。

  [0012]所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:工具钢粉3.5、粘土 23、明矾

  5.5、铁矿渣粉1.5、碳化硅4.5、氢氧化铝9、玉石粉3.5、蒙脱石1.5、氯化钾2.5、氟化钙

  4.5 ;制备方法是将各原料混合,加热至熔融状态,然后,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成160目粉末;将所得粉末加入相当于粉末重量2.5%的硅烷偶联剂KH-550、1.5%的纳米碳粉,混合均匀后,在13Mpa下压制成坯,然后,在920°C下煅烧3.5小时,冷却后,再粉碎成210目粉末,即得。

  [0013]本发明的高铬合金钢锤头材料的机械性能为:拉伸强度1248MPa,屈服强度969MPa,延伸率13%,断面收缩率22%,冲击吸收功53J,冲击韧性64J/cm2,硬度234HB。

  2.根据权利要求1所述的高铬合金钢锤头材料的生产方法,其特征在于: (1)、准备生铁与废铁按1:0.5-1比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、ag8国际亚游。脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等; (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)硅、锰、钥;(2)铬、Ta;(3)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟,投料后搅拌均匀。

  4.根据权利要求2所述的高铬合金钢锤头材料的生产方法,其特征在于:所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:工具钢粉3-4、粘土 20-24、明矾5-6、铁矿渣粉1_2、碳化硅4-5、氧氧化招8_10、玉石粉3_4、蒙脱石1-2、氣化钟2_3、氣化韩4_5 ;制备方法是将各原料混合,加热至熔融状态,然后,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成100-200目粉末;将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉,混合均匀后,在8_15Mpa下压制成坯,然后,在900-950°C下煅烧3-4小时,冷却后,再粉碎成150-250目粉末,即得。

  【发明者】章功国, 王泾文, 段宗银, 李纯金, 陈超, 王淑妍, 张少伍, 王晓芬, 谢勇 申请人:马鞍山市恒毅机械制造有限公司