高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103540855103540855A(43)申请公布日2014.01.29(21)申请号201310507160.0(22)申请日2013.10.25(71)申请人丁家伟地址212322江苏省丹阳市新桥镇群楼工业园江苏新亚特钢锻造有限公司(72)发明人丁家伟丁刚郭长庆符寒光张莹谢宗翰强颖怀印杰(51)Int.Cl.C22C38/38(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书9页说明书9页(54)发明名称高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法(57)摘要本发明为一种高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法，其化学成分按重量百分比为：0.20～0.5％C，5～12％Cr，0.5～1.2％Si，3.5～5.5％Mn，0.3～2.8％B，0.3-2.1％Cu，0.2-0.5％Ti，0.05-0.25％Ca，0.03-0.3％Ce，0.02-0.18％N，0.05～0.3％Nb，0.04～0.09％Al，0.1～0.5％SiMgRe，0.04-0.13％K，S<0.03％，P<0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。废钢、铬铁熔化后加入铜板、硅铁、锰铁，炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至1560-1620℃，加入硅钙合金和铝脱氧，依序加入钛铁和硼铁熔化出炉；将小于12mm的颗粒状稀土镁合金和金属铈、Si3N4、VN、Nb和K所组成的复合变质孕育剂经烘烤后放在钢水包底部，用包内冲入法对冶炼好的钢水进行变质孕育处理，钢水浇注温度为1400～1450℃；铸件经在700～780℃温度下保温4-6小时进行亚临界空淬，即可得到本发明合金钢。CN103540855ACN103548ACN103540855A权利要求书1/1页1.一种高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法，其特征在于所属的合金钢的化学成分及其重量百分比为：0.20～0.5％C，5～12％Cr，0.5～1.2％Si，3.5～5.5％Mn，0.3～2.8％B，0.3-2.1％Cu，0.2-0.5％Ti，0.05-0.25％Ca，0.03-0.3％Ce，0.02-0.18％N，0.05～0.3％Nb，0.04～0.09％Al，0.1～0.5％SiMgRe，0.04-0.13％K，S<0.03％，P<0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：(1)将废钢、铬铁在电炉中熔化，钢水熔清后加入铜板、硅铁、锰铁，控制碳含量达到要求，炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至1560～1620℃，加入硅钙合金进行预脱氧，加入铝终脱氧，然后依序加入钛铁和硼铁熔化；(2)当钛铁和硼铁全部熔化后，将小于12mm以下的颗粒状稀土镁合金和金属铈、Si3N4、Nb和K所组成的复合变质孕育剂用薄铁皮包好，经160～200℃的温度烘烤后放在钢水包的底部，用包内冲入法对冶炼好的钢水进行变质孕育处理；(3)将经过包内变质孕育处理过的钢水在砂型或金属型内浇注成铸件，或在离心机上采用离心复合铸造法浇注成外层为高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢，内层为铸铁、合金铸铁、球墨铸铁或低合金钢的双金属复合材料，熔体浇注温度1400～1450℃；(4)铸件清理后，在700～780℃温度下保温4-6小时进行亚临界空淬，将基质分解成铁素体和碳化物的混合体，使其基体形成亚稳奥氏体组织，并使其硬度降低到30～35HRC，以便于进行机械加工；(5)铸件清理后，或经机械加工后，将铸件或加工件在920～1150℃保温2-4小时进行热处理，使其硬化以形成亚稳奥氏体，然后进行空冷到室温，以便在合金基质中形成马氏体显微组织，经过该热处理工艺处理后的材料的硬度可以达到HRC50～65。如果需要，可以将热处理后的材料在150～200℃进行回火处理，回火保温时间2-4小时，随炉空冷至室温，以进一步调整硬度。3.根据权利要求1所述的高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法，其特征在于在权利要求1中的合金钢的基本化学成分中还可以添加有至少一种或两种以上的可形成碳化物、氮化物、硼化物和碳-硼化物的添加元素钼、镍、钒、钨，它们各自的重量百分比含量为：0.5～3.0％Mo，0.50～4.0％W，0.5～5.0％V。2CN103540855A说明书1/9页高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法技术领域[0001]本发明属于钢铁材料技术领域，涉及一种铸造耐磨模具钢及其制备方法，特别是一种高强韧高硼中铬低碳耐磨合金钢及其制备方法。背景技术[0002]现代科技的发展对材料的要求越来越高，磨损是矿山、冶金、机械、电力、煤炭、石油、建材、交通等工业部门普遍存在并成为引起设备损坏或