一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法，由以下組分按質量百分比組成：碳1.0-1.2、錳11-13、硅1.2-1.4、鉻0.6-0.8、鎢3.2-3.6、鉬1.1-1.2、鎳0.8-1.2、鋁0.1-0.3、鎂0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷≦0.08、硫≦0.08、余量為鐵。制備方法：（1）熔煉：向電爐內加入工業純鐵、錳鐵、工業純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1730-1750℃溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.2-0.5%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600-1700℃；（2）澆鑄；（3）鑄后熱處理；（4）產品驗收。本發明具有優異的耐高溫性和耐磨性，適合長期在高溫環境中的鍛造部件。生產工藝簡單，具有良好的市場前景。
【專利說明】一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料領域，具體地說是涉及一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法。
【背景技術】
[0002]高錳鋼在抵抗磨損的同時，由于其極強的韌性，因而抵抗劇烈沖擊負荷，其安全性、可靠性是其他材料無法相比的。高錳鋼在承受劇烈沖擊或接觸應力下，其表面會迅速硬化，而芯部仍保持極強的韌性，這種外硬內韌既抗磨損又抗沖擊的特點是極其有利的。且表面受沖擊越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。表面被磨損后，次表面又被硬化，因而這一性能優勢便被廣泛應用于礦山、冶金、軍工、建材、鐵路、電力等重要環境。100多年來至今沒有有效的替代材料。隨著現代技術的進展，高錳鋼的相關潛力不斷被發掘，目前已被應用于如“磁懸浮列車”、“鑿巖機器人”、“新型主戰坦克”等領域。隨著“原位增強”等一系列新技術的成功應用，高錳鋼將表現出更優越的抗沖擊抗磨損特性，其材料綜合性價比的優勢將更為突出，故耐磨材料界美其名曰“不朽的耐磨材料”。
[0003]但是， 目前的高錳鋼還存在很多問題，例如耐磨性、耐高溫性、韌性、成本等不能兼顧，滿足不了一些 高溫場合。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法，具有耐高溫、耐磨性好、耐沖擊、強度高等優點，使用壽命長，而且生產成本低，生產工藝簡單。
[0005]為了實現上述目的本發明采用如下技術方案:
[0006]一種耐高溫抗磨高錳鋼，由以下組分按質量百分比組成:碳1.0-1.2、錳11-13、硅
1.2-1.4、鉻 0.6-0.8、鎢 3.2-3.6、鑰 1.1-1.2、鎳 0.8-1.2、鋁 0.1-0.3、鎂 0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷=0.08、硫=0.08、余量為鐵。
[0007]優選地，所述的耐高溫抗磨高錳鋼，由以下組分按質量百分比組成:碳1.1、錳12、硅 1.3、鉻 0.7、鎢 3.5、鑰 1.2、鎳 1.0、鋁 0.2、鎂 0.09、稀土元素 0.05、磷蘭 0.08、硫蘭 0.08、
余量為鐵。
[0008]所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，包括以下制備步驟:
[0009](I)熔煉:向電爐內加入工業純鐵、錳鐵、工業純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1730-1750°C溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.2-0.5%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600-1700°C ；
[0010](2)澆鑄:加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550-1600°c ；
[0011](3)鑄后熱處理:將初品升溫至1200-1300°C，保溫處理30_40分鐘，再冷卻至450-550°C進行空冷處理；然后再升溫至1100-120(TC，保溫處理30-40分鐘，再進行水淬處理；[0012](4)清理表面以及產品驗收、進庫。
[0013]步驟(1)中所述的變質劑由Re6%、Til3%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 組成。
[0014]步驟(3)中所述的水淬處理是先將產品浸入處于常溫狀態的水玻璃介質中進行間隙式淬火15分鐘，再進行整體淬火I小時，淬火過程中水玻璃介質溫度控制在100-120°C。
[0015]與已有技術相比，本發明的有益效果如下:
[0016]本發明各合金元素比例合理，特別是關鍵合金元素錳、碳的比例合理，保證了高錳鋼的抗沖擊性及耐磨性，另外，添加鎢、鑰，合理設置配比，另外制備過程中進行變質處理，使產品具有優異的耐高溫性能，高溫下不起皮，韌性好，適合長期在高溫環境中的鍛造部件。生產工藝簡單，生產成本低，具有良好的市場前景。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發明作進一步的描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
[0018]實施例1:
[0019]一種耐高溫抗 磨高錳鋼，由以下組分按質量百分比組成:碳1.1、錳12、硅1.3、鉻
0.7、鎢3.5、鑰1.2、鎳1.0、鋁0.2、鎂0.09、稀土元素0.05、磷0.07、硫0.07、余量為鐵。
[0020]所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，包括以下制備步驟:
[0021](I)熔煉:向電爐內加入工業純鐵、錳鐵、工業純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1750°C溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.3%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600°C ；
[0022](2)澆鑄:加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550°C ；
[0023](3)鑄后熱處理:將初品升溫至1300°C，保溫處理30分鐘，再冷卻至550°C進行空冷處理；然后再升溫至1100°c，保溫處理40分鐘，再進行水淬處理；
[0024](4)清理表面以及產品驗收、進庫。
[0025]步驟(1)中所述的變質劑由Re6%、Til3%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 組成。
[0026]步驟(3)中所述的水淬處理是先將產品浸入處于常溫狀態的水玻璃介質中進行間隙式淬火15分鐘，再進行整體淬火I小時，淬火過程中水玻璃介質溫度控制在100°C。
[0027]本實施例1的耐高溫抗磨高錳鋼，拉伸強度為1390MPa，延伸率16.2%，沖擊韌性78J/cm2。
【權利要求】
1.一種耐高溫抗磨高錳鋼，其特征在于:由以下組分按質量百分比組成:碳1.0-1.2、錳 11-13、硅 1.2-1.4、鉻 0.6-0.8、鎢 3.2-3.6、鑰 1.1-1.2、鎳 0.8-1.2、鋁 0.1-0.3、鎂0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷蘭0.08、硫蘭0.08、余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的耐高溫抗磨高錳鋼，其特征在于:由以下組分按質量百分比組成:碳 1.1、錳 12、硅 1.3、鉻 0.7、鎢 3.5、鑰 1.2、鎳 1.0、鋁 0.2、鎂 0.09、稀土元素 0.05、磷蘭0.08、硫=0.08、余量為鐵。
3.根據權利 要求1所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，其特征在于:包括以下制備步驟: (1)熔煉:向電爐內加入工業純鐵、錳鐵、工業純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1730-1750°C溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.2-0.5%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600-1700°C ； (2)澆鑄:加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550-1600°C； (3)鑄后熱處理:將初品升溫至1200-1300°C，保溫處理30-40分鐘，再冷卻至450-550°C進行空冷處理；然后再升溫至1100-120(TC，保溫處理30-40分鐘，再進行水淬處理； (4)清理表面以及產品驗收、進庫。
4.根據權利要求3所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述的變質劑由 Re6%、Ti 13%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 組成。
5.根據權利要求3所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的水淬處理是先將產品浸入處于常溫狀態的水玻璃介質中進行間隙式淬火15分鐘，再進行整體淬火I小時，淬火過程中水玻璃介質溫度控制在100-120°C。
【文檔編號】C22C38/60GK103952645SQ201410142813
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】倪菲菲 申請人:銅陵南江鑫鋼實業有限公司