一種破碎機錘頭用合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種破碎機錘頭用合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、硅0.7-0.9、錳3.2-3.5、鉻3.6-3.8、鉬1.7-1.9、鈦0.2-0.5、Sb?0.02-0.04、Lu?0.01-0.02、Ga?0.02-0.03、S≤0.05、P≤0.05、余量為鐵。本發明采用低碳鋼作為材質，具有較好的韌性；同時含有Sb、Lu、Ga等多種合金元素，使得合金具有高的硬度和耐磨性，熱強高；本發明適用于中型破碎機，用于破碎硬度適中的礦石，其使用壽命與高鉻鑄鐵相比能延長1左右，且成本較低。本發明精煉劑用于鑄造生產，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低。
【專利說明】一種破碎機錘頭用合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及耐磨金屬材料領域，尤其涉及一種破碎機錘頭用合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]錘頭材料的種類很多，最常用的是高錳鋼，最初是因其硬度和耐磨性都比較高，但是現在人們發現其實不然，有些場合高錳鋼錘頭并不耐磨，使用壽命短，究其原因，是高錳鋼要在大的沖擊力的情況下才能產生高硬度的表面硬化層，而沖擊力小的情況下不耐磨；還有中錳鋼錘頭，因其有較高的硬度和韌性，在沖擊力不太大的情況下較耐用，且有磁性；高鉻鑄鐵錘頭有優良的耐磨性，但是韌性較差，易發生脆性斷裂。各種材料均不能達到最理想的效果，因此尋求合理的材料，開發簡單實用的工藝，在保證使用要求的前提下節省資源和能源，已成為耐磨材料領域的熱點和難點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種破碎機錘頭用合金材料及其制備方法，該合金材料具有較高的硬度，耐磨性好、韌性好的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種破碎機錘頭用合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、硅 0.7-0.9、錳 3.2-3.5、鉻 3.6-3.8、鑰 1.7-1.9、鈦 0.2-0.5、Sb0.02-0.04、Lu0.01-0.02、Ga0.02-0.03、S ≤ 0.05、P ≤ 0.05、余量為鐵。
[0005]所述的破碎機錘頭用合金材料的生產方法，其特征在于:
(I)、準備生鐵與廢鐵按1:1-2比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、錳；(2 )硅、鑰、鈦、Ga ;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為24-27分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180_190°C /小時速率升溫至470_490°C，保溫50-60分鐘，再以180-190°C /小時速率升溫至650_660°C，保溫40-50分鐘，再以220-2300C /小時速率升溫至920-935°C，保溫3_4小時；再以160_170°C /小時速率降溫至520-530°C，保溫40-50分鐘，再以160_170°C /小時速率降溫至220_230°C，保溫2_3小時；再以180-190°C /小時速率升溫至340-350°C，再以160_170°C /小時速率降溫至220-230°C，再以180-190°C /小時速率升溫至540_550°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 12-15、納米二氧化欽3-4、二氧化娃2-3、BaC034-5、納米二氧化娃1_2、氧氧化招8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟硅酸鈉2-3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2-3%的硅烷偶聯劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3_4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008]本發明的有益效果
本發明采用低碳鋼作為材質，具有較好的韌性；同時含有Sb、Lu、Ga等多種合金元素，使得合金具有高的硬度和耐磨性，熱強高；本發明適用于中型破碎機，用于硬度適中的礦石破碎，其使用壽命與高鉻鑄鐵相比能延長I左右，且成本較低。本發明使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，分批投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，使合金品質更穩定均一，提高綜合力學性能。本發明精煉劑用于鑄造生產，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。
【具體實施方式】
[0009]一種破碎機錘頭用合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
0.2-0.4、硅 0.7-0.9、錳 3.2-3.5、鉻 3.6-3.8、鑰 1.7-1.9、鈦 0.2-0.5、Sb0.02-0.04、Lu0.01-0.02、Ga0.02-0.03、S ≤ 0.05、P ≤ 0.05、余量為鐵。
[0010]所述的破碎機錘頭用合金材料的生產方法為:
(I)、準備生鐵與廢鐵按1:1.5比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、錳；(2 )硅、鑰、鈦、Ga ;
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以185°C /小時速率升溫至480°C，保溫55分鐘，再以185°C /小時速率升溫至655°C，保溫45分鐘，再以225°C /小時速率升溫至926°C，保溫3.5小時；再以165°C /小時速率降溫至525°C，保溫45分鐘，再以165°C /小時速率降溫至225°C，保溫2.5小時；再以185°C /小時速率升溫至345°C，再以165°C /小時速率降溫至225°C，再以185°C /小時速率升溫至545°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉3.5、粘土 13、納米二氧化鈦3.5、二氧化硅2.5、BaC034.5、納米二氧化硅1.5、氫氧化鋁9、玉石粉3.5、蒙脫石
1.5、氟硅酸鈉2.5 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成170目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2.5%的硅烷偶聯劑KH-550、2%的納米碳粉，混合均勻后，在IlMpa下壓制成坯，然后，在940°C下煅燒3.4小時，冷卻后，再粉碎成200目粉末，即得。
[0013]本發明的破碎機錘頭用合金材料的機械性能為:拉伸強度1367MPa，屈服強度898MPa，延伸率15%，斷面收縮率32%，沖擊吸收功54J，沖擊韌性64J/cm2，硬度280HB。
【權利要求】
1.一種破碎機錘頭用合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、硅 0.7-0.9、錳 3.2-3.5、鉻 3.6-3.8、鑰 1.7-1.9、鈦 0.2-0.5,Sb0.02-0.04、Lu0.01-0.02、Ga0.02-0.03、S ≤ 0.05、P ≤ 0.05、余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的破碎機錘頭用合金材料的生產方法，其特征在于: (I)、準備生鐵與廢鐵按1:1-2比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、錳；(2 )硅、鑰、鈦、Ga ; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為24-27分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的破碎機錘頭用合金材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180-190°C /小時速率升溫至470-490°C，保溫50-60分鐘，再以180-190°C /小時速率升溫至650-660°C，保溫40-50分鐘，再以220_230°C /小時速率升溫至920-935°C，保溫3-4小時；再以160_170°C /小時速率降溫至520_530°C，保溫40-50分鐘，再以160-170。。/小時速率降溫至220-230°C，保溫2-3小時；再以180_190°C /小時速率升溫至340-350°C，再以160-170°C /小時速率降溫至220-230°C，再以180_190°C /小時速率升溫至540-550°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的破碎機錘頭用合金材料的生產方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 12-15、納米二氧化鈦3-4、二氧化硅2-3、BaC034-5、納米二氧化娃1_2、氧氧化招8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氣娃酸納2-3 ；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2_3%的硅烷偶聯劑ΚΗ_550、1_2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3_4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C21D6/00GK103627981SQ201310555115
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】章功國, 王涇文, 段宗銀, 李純金, 陳超, 王淑妍, 張少伍, 王曉芬, 謝勇 申請人:馬鞍山市恒毅機械制造有限公司