一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103320720A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103320720103320720A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310294777.9(22)申请日2013.07.15(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人刘颖杨浩李军张辉马瑜(51)Int.Cl.C22C38/58(2006.01)C22C38/54(2006.01)C22C33/06(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书6页说明书6页(54)发明名称一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法(57)摘要一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。其特征在于强化相是铁铬硼化物和VC，强化相体积分数15~40%，其化学成分及其重量百分比为：C：0.10%~0.80%；Si：0.5%~1.5%；Mn：0.5%~3.0%；Cr：2.0%~28.0%；Ni：0.5%~3.0%；B：0.5%~6.0%；V：0.5%~10.0%；Ti：0.5%~3.0%；P<0.04%；S<0.04%，余量为铁和不可避免的杂质。本发明经电炉熔炼、铸造成型、打磨清理和200~650℃去应力处理后可以直接使用，具有制备工艺简便、能耗低和强度、硬度、韧性、耐磨性好以及抗氧化、耐腐蚀等优点。CN103320720ACN10327ACN103320720A权利要求书1/1页1.一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法，其特征在于强化相是铁铬硼化物和VC，强化相体积分数15~40%，所述耐磨合金的化学成分及其重量百分比为：C：0.10%~0.80%；Si：0.5%~1.5%；Mn：0.5%~3.0%；Cr：2.0%~28.0%；Ni：0.5%~3.0%；B：0.5%~6.0%；V：0.5%~10.0%；Ti：0.5%~3.0%；P<0.04%；S<0.04%，余量为铁和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法，其特征在于：该方法采用电炉熔炼，包括如下制造工艺步骤：(1)、首先将废钢、铬铁在电炉中熔化，钢水熔清后加入镍板、硅铁、锰铁；(2)、当钢水温度升至1550~1600℃时，加入占钢水质量0.1%的铝脱氧，然后依次加入钒铁、钛铁、硼铁；(3)、炉前调整成分合格后，待温度达到1430~1480℃时，将钢水浇入砂型模具中；(4)、铸件经打磨清理后，对其进行去应力处理，随炉加热至200~650℃，保温4~8小时，然后空冷或炉冷至室温，制得含钒高硼高铬耐磨合金。3.如权利要求1和2所述的一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法，其特征在于：为进一步提高耐磨合金的综合性能，在权利要求2中的步骤(3)，对炉前调整成分合格后的钢水进行变质处理，变质剂为稀土铈，或碱金属钾盐、钠盐，或碱土金属镁、钙，或它们复合使用作为变质剂。4.如权利要求1和2所述的一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法，其特征在于：为进一步提高耐磨合金的综合性能，在权利要求2中步骤(4)，对打磨清理后的铸件进行热处理，淬火加热温度为950~1150℃，保温时间2~8小时，空冷或炉冷至室温后进行回火处理，回火加热温度200~500℃，回火时间2~6小时，随后炉冷或空冷至室温。2CN103320720A说明书1/6页一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属耐磨材料技术领域，主要涉及一种含钒高硼高铬耐磨合金及其制备方法。背景技术[0002]材料的磨损是冶金矿山、建材水泥、建设机械和火力发电等行业造成设备失效和材料破坏的一个重要原因，也是造成经济损失最多的原因之一，因此研究和开发生产工艺简单、生产成本低廉、强度、硬度高、韧性、耐磨性好的新型耐磨材料，对于减少金属材料的磨损无疑具有十分重要的意义。[0003]目前广泛应用的耐磨材料主要有三大类：1、锰系耐磨合金钢，以高锰钢为代表；2、低、中合金耐磨钢；3、耐磨铸铁，以高铬铸铁为代表。高锰钢由于它必须在冲击大、应力高的条件下才能产生加工硬化而变得耐磨，因此高锰钢在许多领域的用途受到了一定的限制。低、中合金钢由单一的锰系、铬系、锰铬系发展成为复杂的硅-锰-钼-铬-镍的多元复合系，该材料具有良好的冲击韧性，在低的冲击载荷下性能优于高锰钢，但存在淬透性和淬硬性不足的问题，因此，耐磨性能较低。高铬铸铁是目前广泛应用耐磨性最优异的材料之一，由于其采用高硬度的碳化物作为硬质相，从而具有良好的耐磨性能，但该材料存在脆性较大，使用过程中易剥落，高温热处理后易开裂等缺点，因此在载荷较大和使用条件苛刻的髙应力下使用时仍然存在耐磨性能的不足。[0004]实践证明，高钒耐磨合金的韧性比高铬铸铁高，耐磨性是高铬铸