一种新型微合金化槽帮铸钢及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115233091A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210717819.4C21D1/18(2006.01)(22)申请日2022.06.23C21D1/28(2006.01)C21D9/00(2006.01)(71)申请人中煤张家口煤矿机械有限责任公司C22C33/04(2006.01)地址076250河北省张家口市产业集聚区煤机路1号申请人钢铁研究总院有限公司(72)发明人徐海峰李海李凤敏明科宇郁言(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/38(2006.01)B22C9/02(2006.01)B22C9/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种新型微合金化槽帮铸钢及其制备方法(57)摘要本发明属于高性能槽帮铸钢领材料技术领域，提供一种钼微合金化的新型槽帮用钢及其制备方法，在电弧炉或中频感应炉冶炼过程中，控制氧化末期或熔化末期碳含量0.35％以下，精炼期加入微合金元素，然后再按照成分要求调整碳含量。槽帮铸钢的主要化学成分：C:0.26～0.35，Si:0.60‑0.90％，Mn:1.10～2.00％，P≤0.020％，S≤0.020％，Mo:0.1～0.5％，Ni0.20，Ti0.03，Cr0.20，Al0.20，余量为Fe及不可避免的杂质。通过配料、中频感应炉冶炼、浇注成型、淬回火热处理等工艺，实现发明钢的强度达到900～1000MPa，冲击性能46～71J，满足槽帮铸钢对高强韧指标的要求。CN115233091ACN115233091A权利要求书1/1页1.化学成分为：C:0.26～0.35，Si:0.60‑0.90％，Mn:1.10～2.00％，P≤0.020％，S≤0.020％，Mo:0.1～0.5％，Cr:0.14～0.22，Al≤0.20，余量为Fe及不可避免的杂质。2.在制备工艺上，主要通过规定成分组元配料，经电弧炉或中频感应炉冶炼、树脂砂型浇铸及后续热处理等流程进行制备；3.在冶炼工艺上：电弧炉或中频感应炉冶炼过程中，氧化末期或熔化末期的碳含量控制在0.35％以下，精炼期加入微合金元素，然后再按照成分要求调整碳含量。4.在铸造工艺上：采用树脂砂型浇铸梯形横截面的试件，其浇注成型温度为1540～1590℃、浇注速度为70～80m/s，空冷至室温脱模；5.在热处理工艺上：在900～920℃进行正火处理调整组织结构，随后在900～920℃水淬后，450～550℃回火处理；6.在综合性能上：抗拉强度1159～920MPa，屈服强度1110～840MPa，断后伸长率11.8％～17.3％，室温V型冲击吸收功46～71J，室温硬度337～269HBW。2CN115233091A说明书1/4页一种新型微合金化槽帮铸钢及其制备方法技术领域：[0001]本发明属于高性能槽帮用钢材料技术领域，提供一种钼微合金化的新型槽帮用钢及其制备方法。技术背景:[0002]中部槽是整个刮板运输机的主要部件之一，是工作面落煤运输的通道，也是刮板输送机向前移动的主要受力部位，承受着刮板输送机前移和拉架的组合载荷、磨粒磨损及腐蚀，其质量直接影响着刮板输送机的正常运行及煤矿的安全稳定生产。通常每台刮板输送机的中部槽数量高达100多节。无论是按重量，还是按成本，中部槽可占到整个刮板输送机的70％～80％，是刮板运输机中使用量和消耗量最大的部件。在结构上，中部槽通常采用整体铸造铲板槽帮、挡板槽帮与高强度耐磨合金中板及底板组焊而成。其中槽帮位于中部槽的两侧，包括铲板槽帮、挡板槽帮和少量异型槽帮，一般采用整体铸造成型。[0003]目前，广泛使用的槽帮用钢是ZG30MnSi，采用铸造成型并经调质处理后，抗拉强度850MPa，屈服强度≥720MPa，伸长率10％～16％，室温冲击吸收功(V型缺口试样)≥25J。由于该钢的强韧性较低且耐磨性一般，导致刮板机的过煤量一般不超过600万吨，远远低于国外1500万吨以上的水平，难以满足大采高采煤工作面对刮板输送机的要求，中部槽帮过快失效报废与频繁更换严重影响刮板运输机的工作效率，也严重制约了煤炭企业的经济效益，因此开发出高性能高可靠性的新型槽帮用钢具有重要的实用意义和经济价值。[0004]为解决传统中部槽帮用钢强韧性低及失效快等问题，在ZG30MnSi基础上，通过改变合金组元成分开发出多种槽帮材料，通过淬回火处理后强度硬度显著提高，但冲击性能较低，实际使用过程中效果并不理想。采用高温回火处理后，冲击性能较高，但强硬度与耐磨性能明显降低吗，同样无法满足槽帮用钢的使用要求。