專利名稱：：一種不含鎳燒結機爐蓖條材料及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及一種適用于燒結機的耐高溫爐蓖條材料及其制造方法，特別涉及一種不含鎳燒結機爐蓖條材料及其制造方法。
背景技術：
：爐蓖條是燒結臺車的主要易損件，它的質量和壽命直接關系到臺車能否正常生產。由于蓖條表面要與高溫(130(TC左右)燒結礦直接接觸，工作條件十分惡劣，所以氧化燒損是蓖條早期失效的主要原因。以前用的四種普通材質蓖條，其壽命均在90-180天之間。致使爐蓖條更換頻繁，停機次數多，不但增加了燒結機的維修費用和工人的勞動強度，同時也降低了燒結臺車的作業率，并影響了燒結礦的質量穩定。以兩臺130!112燒結機為例，每年更換蓖條13萬根，幾乎月月停機、停產，嚴重影響了燒結礦的生產。燒結機爐蓖條的工作溫度盡管很高，但基本處于無應力工作狀態。高鉻鑄鐵在高溫下硬度和強度急劇下降，但在無應力條件下，其抗氧化能力依然存在，可用于制作爐蓖條。現有技術中，爐篦條材質成分中加入了不同含量的Ni元素。Ni可以起到提高淬透性的作用，同時還可以提高耐腐蝕性能。實際上，對于高溫工作下的爐篦條，抗氧化性能才是其重要的性能。耐腐蝕性能不需要考慮。另外傳統的爐篦條材質中已經加入了高含量的Cr元素，能夠滿足對淬透性的要求。特別是，Ni屬于貴重金屬，價格昂貴，很大程度增加了爐篦條的成本。
發明內容本發明的目的是提供一種可提高爐蓖條服役壽命，降低使用成本的不含鎳燒結機爐蓖條材料，主要解決現有爐蓖條抗氧化能力不夠，使用壽命低的技術問題。本發明的技術方案如下一種不含鎳燒結機爐蓖條材料，其化學成分重量百分比(Wt%)為<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>余量為Fe，加入的合金元素的有益效果如下C:碳形成碳化物，提高材料的硬度和抗磨損性能。碳含量過低會降低材料硬度，碳含量過高，析出合金碳化物過多，會減少基體中Cr等合金元素，導致材料的抗高溫氧化性能下降。C含量選擇為1.2-2.0%。Cr:鉻是新型材質中重要的合金元素。它能夠同時提高材質的抗磨損和耐腐蝕能力。鉻的加入能夠獲得高硬度的M7C3和M23C6特殊類型的碳化物。爐篦條在高溫下工作需要具有高溫下的抗氧化性和硬度綜合性能。同時鉻在高溫下與氧接觸時，表面生成致密的氧化保護膜，其熔點高，并且致密。覆蓋在材料表面，使合金與氧隔開，阻止或延緩了合金由外向內的氧化過程，故具有較好的抗氧化性。Cr含量低于11X，則形成碳化物的類型為MC3，此類型的碳化物硬度低，并且材料的脆性增加。Cr含量大于20X，基體的奧氏體過于穩定，降低了材料的硬度。Si:硅能夠強化基體，并在材質表面形成致密的鈍化膜從而提高材質的耐腐蝕能力。Mo:在普通合金中的主要作用是提高合金的淬避和淬硬性。還有細化晶粒和二次硬化的作用.特別是含Mo的碳化物具有良好的高溫穩定性，保證了爐篦條具有高的高溫強度。變質劑在這種材質中主要有兩個作用，(1)細化共晶組織，得到彌散分布的共晶碳化物；(2)形成硬質點，進一步提高耐磨損能力。變質劑的主要成分為稀土，變質劑選用稀土鎂或釔基稀土，或由稀土和釩和鈦按i:i:i重量比例配制而成，起到凝固核心質點的作用，能夠細化碳化物和基體組織，提高材料的韌性。其制造方法的冶煉澆注工藝為用感應電爐進行熔煉，把廢鋼、鑄造生鐵和鐵合金按一定比例配合熔煉，得到化學成分符合要求的鐵水，出爐溫度控制在14501500°C，變質處理采用沖包法；熱處理工藝為650-75(TC保溫4小時空冷。顯微組織為隱針馬氏體上分布著細小彌散的共晶碳化物。在澆注沖包時進行變質處理，相對于傳統的在熔煉時加入變質劑的工藝，能夠充分發揮變質劑對碳化物和基體組織的細化作用。另外熱處理工藝相對于傳統工藝減少了高溫加熱保溫的工序，這一方面減少了能源消耗，另一方面設計的650-75(TC保溫4小時空冷的熱處理工藝，同樣能夠達到析出二次碳化物的作用，同時減少基體中合金含量，降低組織穩定性，在隨后的空冷時，得到隱針馬氏體集體，保證了材料的硬度。本發明的有益效果是通過使用Cr、Mo、Ti、Nb多元合金元素和復合變質處理，經過成分和工藝的調整，得到了抗高溫氧化性和耐磨性倶佳的新型多元耐高溫合金。耐高溫氧化性達到普通鑄鐵的58倍，耐磨性達到普通鑄鐵的1.55-2.38倍。經過近3年的運行表明，該發明的使用壽命已超過了2年的預期目標，并避免了臺車的開裂傾向。該發明不僅降低使用成本，減輕工人的勞動強度，提高燒結臺車的作業率，還提高了燒結礦的質量穩定，具有比較明顯的綜合經濟效益。具體實施例方式實施例1為:耐高溫爐蓖條材料的化學成分(wt%)為CSiMnSPCrMoNbTi變質劑1.31.82.1<0.05<0.0516.10.420.030.030.08余量為Fe。把廢鋼、鑄造生鐵和鐵合金按比例配合用感應電爐進行熔煉，得到化學成分符合上述比例的鐵水，出爐溫度控制在1450150(TC，變質處理采用沖包法，變質劑為稀土鎂；熱處理工藝為650-75(TC保溫4小時空冷。熱處理后材料硬度(HRC)為4050，抗彎試驗極限負荷^600N/m^、撓度^2mm，組織穩定化，顯微組織為隱針馬氏體上分布著細小彌散的共晶碳化物。高溫抗氧化試驗結果如下試驗條件試驗溫度800°C，采用增重法，每隔50h測定一次重量的變化。試驗結果本發明耐高溫抗氧化性是普通鑄鐵的58倍，是高硅鑄鐵的8倍。兩體磨損試驗結果如下試驗條件磨料為40目的上海剛玉水砂紙，磨程為9.37m。試驗結果本發明耐兩體磨損相對耐磨性是普通鑄鐵的1.55倍，是高硅鑄鐵的2.66倍。三體磨損試驗結果如下試驗條件磨料為70目的石英砂，橡膠輪轉速240轉/分，每次試驗為1500轉；試驗結果本發明三體磨損相對耐磨性為普通鑄鐵的2.38倍，為高硅鑄鐵的6.17倍。實施例2為耐高溫爐蓖條材料的化學成分(Wt%)為CSiMnSPCrMoNbTi變質劑1.92.21.8<0.05<0.0513.10.750.030.030.12余量為Fe。把廢鋼、鑄造生鐵和鐵合金按一定比例配合用感應電爐進行熔煉，得到化學成分符合要求的鐵水，出爐溫度控制在1430148(TC，變質處理采用沖包法，變質劑為釔基稀土；熱處理工藝為650-75(TC保溫4小時空冷。熱處理后材料硬度(HRC)為4552，抗彎試驗極限負荷>650N/mm2、撓度>1.8mm，組織穩定化，顯微組織為隱針馬氏體上分布著細小彌散的共晶碳化物。高溫抗氧化試驗結果如下試驗條件試驗溫度800°C，采用增重法，每隔50h測定一次重量的變化。試驗結果本發明耐高溫抗氧化性是普通鑄鐵的35倍，是高硅鑄鐵的6倍。兩體磨損試驗結果如下試驗條件磨料為40目的上海剛玉水砂紙，磨程為9.37m。試驗結果本發明耐兩體磨損相對耐磨性是普通鑄鐵的2.08倍，是高硅鑄鐵的3.24倍。三體磨損試驗結果如下試驗條件磨料為70目的石英砂，橡膠輪轉速240轉/分，每次試驗為1500轉；試驗結果本發明三體磨損相對耐磨性為普通鑄鐵的2.65倍，為高硅鑄鐵的7.23倍。實施例3，耐高溫爐蓖條材料的化學成分(wt%)為CSiMnSPCrMoNbTi變質齊U1.62.42.5<0.06<0.0619.00.60.020.020.175余量為Fe。把廢鋼、鑄造生鐵和鐵合金按一定比例配合用感應電爐進行熔煉，得到化學成分符合要求的鐵水，出爐溫度控制在1430148(TC，變質處理采用沖包法，變質劑由稀土釩鈦按i:i:i重量比例配制而成；熱處理工藝為650-750。c保溫4小時空冷。熱處理后材料硬度(HRC)為4651，抗彎試驗極限負荷>630N/mm2、撓度>1.9mm，組織穩定化，顯微組織為隱針馬氏體上分布著細小彌散的共晶碳化物。高溫抗氧化試驗結果如下試驗條件試驗溫度800°C，采用增重法，每隔50h測定一次重量的變化。試驗結果本發明耐高溫抗氧化性是普通鑄鐵的47倍，是高硅鑄鐵的7倍。兩體磨損試驗結果如下試驗條件磨料為40目的上海剛玉水砂紙，磨程為9.37m。試驗結果本發明耐兩體磨損相對耐磨性是普通鑄鐵的1.74倍，是高硅鑄鐵的2.18倍。三體磨損試驗結果如下試驗條件磨料為70目的石英砂，橡膠輪轉速240轉/分，每次試驗為1500轉；試驗結果本發明三體磨損相對耐磨性為普通鑄鐵的2.54倍，為高硅鑄鐵的6.72倍。權利要求一種不含鎳燒結機爐蓖條材料，其特征是化學成分重量百分比為C為1.20-2.00％，Si為1.5-2.5％，Mn為1.5-2.5％，S為＜0.06％，P為＜0.06％，Cr為11-20％，Mo為0.3-0.8％，Nb為0.02-0.03％，Ti為0.02％-0.03％，變質劑為0.05-0.2％，余量為鐵。2.權利要求1所述的一種不含鎳燒結機爐蓖條材料制造方法，包括以下步驟把廢鋼、鑄造生鐵和鐵合金按權利要求1比例用感應電爐進行熔煉，出爐溫度控制在1450150(TC，變質處理采用沖包法；熱處理工藝為650-75(TC保溫4小時空冷。全文摘要本發明涉及一種新型不含鎳燒結機爐蓖條材料，主要解決現有爐蓖條抗氧化能力不夠，使用壽命低的技術問題。其化學成分(wt％)為C為1.20-2.00，Si為1.5-2.5，Mn為1.5-2.5，S為＜0.06，P為＜0.06，Cr為11-20，Mo為0.3-0.8，Nb為0.02-0.03，Ti為0.02-0.03，變質劑為0.05-0.2，余量為鐵，通過設計合理的成分和多元合金化處理，可以得到抗高溫氧化性和耐磨性俱佳的新型多元耐高溫合金。大幅度提高燒結機爐蓖條材料的使用壽命，降低使用成本，減輕工人的勞動強度，提高燒結臺車的作業率，還提高了燒結礦的質量穩定性。文檔編號C21C5/00GK101748335SQ20081004415公開日2010年6月23日申請日期2008年12月19日優先權日2008年12月19日發明者周麗萍,胡恒法,裴新華,趙楠申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司