CN104087845A - 一种矿山专用低合金衬板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耐磨材料技术领域，它公开了一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.38—0.48％，Si1.30—1.80％，Mn0.80—1.20％，Sc0.20—0.60％，Cr1.80—2.20％，Lu≤0.50％，S≤0.04％，P≤0.04％，余量为铁。本发明不含有钼、镍、铜等贵重金属，成本低，加入适量Sc、Lu，改善衬板的强度和耐磨性，提高衬板的淬透性，改善衬板组织，本发明低合金衬板具有良好的韧性，又具有较高的硬度，在冲击载荷下得到形***化，同时通过金相组织调整，可以在较大范围内控制其硬度与韧性的匹配关系；本发明使用寿命长，硬度适中，生产工艺简单。

Description

一种矿山专用低合金衬板

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及到一种矿山专用低合金衬板。

背景技术

衬板是球磨机中更换量大的备件，也是其主要易损件，年消耗量极大。它在工作时受到钢球及矿料的反复的冲击、磨剥作用、矿浆的腐蚀以及磨损和腐蚀的交互作用，而造成衬板表面材料材料的不断迁移。衬板的使用寿命或耐磨性问题是一个几位复杂且影响因素很多的问题。解决途径有两个方面：一是开发新型适合此工况的耐磨材料；二是从磨矿工艺方面来改善衬板所处的磨损环境。近年来，金属矿山广泛应用的衬板有金属衬板(高锰钢衬板、合金衬板)，磁性衬板和橡胶衬板。

目前使用的金属衬板材质大多为高锰钢，在钢中加入13％左右的锰，这种钢水韧处理后，可以获得单相奥氏体组织，具有良好的强度和韧性，并能在大冲击载荷作用下加工硬化，其在强烈冲击加工硬化后表面硬度可有HV200左右上升到HV600左右甚至更高，适用于带强烈冲击载荷的工况。由于在球磨机中，磨球对衬板的冲击作用小，故不能使高锰钢产生足够的加工硬化作用，由于未能完全加工硬化，从而表面硬度低，耐磨潜能不能充分被发挥，导致衬板磨损较快，寿命较低。又由于高锰钢的倔强强度低，衬板在使用过程中易发生塑性变形，使得维修拆卸非常困难。近年来出现了采用耐磨铸铁制造球磨机衬板的报道，由于耐磨铸铁脆性大，衬板使用中易出现断裂，影响球磨机的安全运行。用低合金钢制造球磨机衬板，存在强度和硬度低、耐磨性差的不足，耐磨性仅比高锰钢略有提高。为了提高合金钢的强韧性和耐磨性，通常都要加入钼、镍、铬、钨、钒等合金元素，随着合金资源的日益紧缺，钼、镍、铬、钨、钒等合金供应日趋紧张，价格飞速上涨，导致普通钢铁耐磨材料生产成本不断攀升。为延长衬板使用寿命，提高大型磨机运转率，进一步提高企业经济效益，研究既耐磨又可靠、成本低的低合金衬板材料的探究和研制工作很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨可靠，成本低，表面硬度高的矿山专用低合金衬板。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0.38—0.48％，Si1.30—1.80％，Mn0.80—1.20％，Sc0.20—0.60％，Cr1.80—2.20％，Lu≤0.50％，S≤0.04％，P≤0.04％，余量为铁。

优选的，所述矿山专用低合金衬板包括以下重量百分比的化学成分：C0.37％，Si1.46％，Mn0.95％，Sc0.50％，Cr2.10％，Lu0.10％，S0.005％，P0.005％，余量为铁。

优选的，所述矿山专用低合金衬板包括以下重量百分比的化学成分：C0.46％，Si1.65％，Mn1.00％，Sc0.40％，Cr1.85％，Lu0.25％，S0.02％，P0.02％，余量为铁。

更优选的，所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：

(1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钼铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料；

(2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1600—1650℃；

(3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；

(4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为1570—1600℃，将元素合格的钢水在温度1500—1530℃下进行细流浇铸；

(5)当铸件表面温度不超过600℃时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；

(6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至950—1050℃，保温2—3小时；然后风冷淬火，然后250—300℃回火2—2.2小时，取出自然冷却即可。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明不含有钼、镍、铜等贵重金属，成本低，加入适量Sc、Lu，改善衬板的强度和耐磨性，提高衬板的淬透性，改善衬板组织，本发明低合金衬板具有良好的韧性，又具有较高的硬度，在冲击载荷下得到形***化，同时通过金相组织调整，可以在较大范围内控制其硬度与韧性的匹配关系；本发明使用寿命长，硬度适中，生产工艺简单。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例一：

一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.37％，Si1.46％，Mn0.95％，Sc0.50％，Cr2.10％，Lu0.10％，S0.005％，P0.005％，余量为铁；

所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：

(1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钼铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料；

(2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1650℃；

(3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；

(4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为1600℃，将元素合格的钢水在温度1530℃下进行细流浇铸；

(5)当铸件表面温度不超过600℃时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；

(6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至1050℃，保温3小时；然后风冷淬火，然后2300℃回火2.2小时，取出自然冷却即可。

实施例二：

一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.46％，Si1.65％，Mn1.00％，Sc0.40％，Cr1.85％，Lu0.25％，S0.02％，P0.02％，余量为铁；

所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：

(1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钼铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料；

(2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1600℃；

(3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；

(4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为1570℃，将元素合格的钢水在温度1500℃下进行细流浇铸；

(5)当铸件表面温度不超过600℃时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；

(6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至950℃，保温2小时；然后风冷淬火，然后250℃回火2小时，取出自然冷却即可。

实施例三：

一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.48％，Si1.80％，Mn1.20％，Sc0.60％，Cr2.20％，Lu0.50％，余量为铁；

所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：

(1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钼铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料；

(2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1630℃；

(3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；

(4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为1580℃，将元素合格的钢水在温度1520℃下进行细流浇铸；

(5)当铸件表面温度不超过600℃时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；

(6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至1000℃，保温2.5小时；然后风冷淬火，然后270℃回火2.1小时，取出自然冷却即可。

实施例四：

一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.38％，Si1.30％，Mn0.80％，Sc0.20％，Cr1.80％，Lu0.005％，S0.04％，P0.04％，余量为铁；

所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：

(1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钼铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料；

(2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1620℃；

(3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；

(4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为1580℃，将元素合格的钢水在温度1510℃下进行细流浇铸；

(5)当铸件表面温度不超过600℃时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；

(6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至980℃，保温2.2小时；然后风冷淬火，然后260℃回火2小时，取出自然冷却即可。

实施例五：

一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.408％，Si1.50％，Mn0.90％，Sc0.50％，Cr2.00％，Lu0.30％，S0.304％，P0.30％，余量为铁；

所述矿山专用低合金衬板的制作方法包括以下步骤：

(1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钼铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料；

(2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1640℃；

(3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；

(4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为1590℃，将元素合格的钢水在温度1530℃下进行细流浇铸；

(5)当铸件表面温度不超过600℃时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；

(6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至1050℃，保温2.8小时；然后风冷淬火，然后280℃回火2.2小时，取出自然冷却即可。

本发明不含有钼、镍、铜等贵重金属，成本低，加入适量Sc、Lu，改善衬板的强度和耐磨性，提高衬板的淬透性，改善衬板组织，本发明低合金衬板具有良好的韧性，又具有较高的硬度，在冲击载荷下得到形***化，同时通过金相组织调整，可以在较大范围内控制其硬度与韧性的匹配关系；本发明使用寿命长，硬度适中，生产工艺简单。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0.38—0.48％，Si1.30—1.80％，Mn0.80—1.20％，Sc0.20—0.60％，Cr1.80—2.20％，Lu≤0.50％，S≤0.04％，P≤0.04％，余量为铁。

2.根据权利要求1所述的矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0.37％，Si1.46％，Mn0.95％，Sc0.50％，Cr2.10％，Lu0.10％，S0.005％，P0.005％，余量为铁。

3.根据权利要求1所述的矿山专用低合金衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0.46％，Si1.65％，Mn1.00％，Sc0.40％，Cr1.85％，Lu0.25％，S0.02％，P0.02％，余量为铁。

4.根据权利要求1至3之一所述的矿山专用低合金衬板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钼铁为原料按照所述低合金衬板的配比进行配料；

(2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1600—1650℃；

(3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；

(4)将变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹置于钢包底部，对钢水进行变质处理，变质温度为1570—1600℃，将元素合格的钢水在温度1500—1530℃下进行细流浇铸；

(5)当铸件表面温度不超过600℃时，将冷却后的低合金衬板进行分离、精磨；

(6)将精磨后的低合金衬板投入加热炉，升温至950—1050℃，保温2—3小时；然后风冷淬火，然后250—300℃回火2—2.2小时，取出自然冷却即可。