CN110819912A

CN110819912A - 一种耐磨耐腐蚀衬板及其制备方法

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Publication number: CN110819912A
Application number: CN201810919063.5A
Authority: CN
Inventors: 张轶
Original assignee: Hubei Qin Hongxin Materials Ltd By Share Ltd
Current assignee: Hubei Qin Hongxin Materials Ltd By Share Ltd
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明属于耐磨材料技术领域，特别涉及一种耐磨耐腐蚀衬板及其制备方法。一种耐磨耐腐蚀衬板，碳0.6～1％，硅0.4～0.8％，镁0.4～0.85％，锰0.4～1.0％，铬9～13％，钼1.5～1.9％，镍0.1～0.22％，钛0.05～0.20％，磷0.005～0.04％，硫0.005～0.04％，余量为铁。本发明配方合理，制作简单，使用寿命长，具有很高的强度、韧性、耐磨性和抗冲击力，减少了工厂更换耐磨耐腐蚀衬板的频率，降低了劳动强度，本发明原料易得，制作方法简单，有效节约了能源。

Description

一种耐磨耐腐蚀衬板及其制备方法

技术领域

本发明属于耐磨材料技术领域，特别涉及一种耐磨耐腐蚀衬板及其制备方法。

背景技术

耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。耐磨材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，耐磨材料约占85％。随着信息社会的到来，特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。

耐磨衬板，是指耐磨钢板通过切割、卷板变形、打孔和焊接等生产工艺加工而成各种耐磨衬板，如输送机衬板、给煤机底板/旋风分离器倒锥和衬板、耐磨叶片等，耐磨寿命可比普通钢板提高15倍以上。

立磨磨辊本体和耐磨衬板在使用过程中，一旦出现配合间隙，将会使本体与衬板之间磨损加剧，加之热风和水泥颗粒对配合面的不断冲刷，导致沟槽的产生，致使本体与衬板之间发生冲击碰撞，严重时使得衬板产生裂纹甚至断裂，机器损坏，特别是减速机的损坏，造成恶性事件。因此，耐磨衬板的研究始终是耐磨领域的重要方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨耐腐蚀衬板，具有寿命长、硬度高、冲击韧性好等优点，并提供该耐磨耐腐蚀衬板的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种耐磨耐腐蚀衬板，包括以下重量百分比的化学成分：碳0.6～1％，硅0.4～0.8％，镁0.4～0.85％，锰0.4～1.0％，铬9～13％，钼1.5～1.9％，镍0.1～0.22％，钛0.05～0.20％，磷0.005～0.04％，硫0.005～0.04％，余量为铁。

优选的方案，一种耐磨耐腐蚀衬板，包括以下重量百分比的化学成分：碳0.6～0.8％，硅0.55～0.8％，镁0.6～0.7％，锰0.55～1.0％，铬9～13％，钼1.5～1.9％，镍0.1～0.21％，钛0.1～0.16％，磷0.005～0.04％，硫0.005～0.04％，余量为铁。

碳和铬的主要作用是保证耐磨耐腐蚀衬板中碳化物数量和形态，随着含碳量的提高，碳化物增多，Cr/C比的增加，共晶碳化物的形貌经历了由连续网状→片状→杆状的连续程度减小的过程，共晶碳化物晶体类型经历由M₃C→M₃C+M₇C₃→M₇C₃的变化过程。有资料指出：当共晶碳化物不变，且Cr/C为6.6-7.1时，同铬耐磨耐腐蚀衬板的断裂纹扩展能力最强。

一种耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，包括以下步骤：

S1，将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、镁锭、锰铁、钼铁、镍板、钛锭、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，调整成分合格后将温度升至1500～1650℃，加入已预热的硅铁进行沉淀脱氧，出铁前2分钟采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，而后出铁；

S2，将高效复合变质剂、稀土置于钢包底部，对钢水进行变质处理，然后将钢水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1440～1460℃，浇注先慢、中快、后细，待钢水到达冒口3/5时，加入保温剂，钢锭浇注5～10分钟后，再点冒口2～3次；

S3，当耐磨耐腐蚀衬板冷却至室温后，抛光处理后放入热处理炉里，保温温度在750～850℃，保温2.0～2.5h，然后出炉自然冷却，之后250℃回火2～2.5h，取出自然冷却即可。

钢中夹杂物，特别是硫化物的形状、大小、分布及数量严重地影响钢的性能，尤其是塑性和韧性。未经稀土变质处理的中高碳合金钢，夹杂物多为长条形并带有棱角，而且夹杂物数量较多，断裂方式为准解理断裂。稀土加入钢中具有脱硫、除气的作用，根据稀土夹杂物生成的热力学条件和应用实践，稀土元素与氧和硫的亲和力显著大于锰和铝等，稀土元素容易与氧、硫发生共轭反应，生成小球状的稀土夹杂物，显著地改善了中高碳多元低合金钢沿晶界产生的脆性断裂。因此，稀土变质处理后，夹杂物数量明显减少，夹杂物趋于球化并均匀地分布在钢中，使钢的韧性提高，冲击断口上将出现大量的韧窝。但过量的稀土加入会导致稀土夹杂物呈破碎链状分布，反而有损钢的塑性和韧性。

优选的方案，所述步骤S2中稀土为铈基稀土。本发明添加适量的铈基稀土作为变质剂，其具有较大的原子半径，在铁中溶解度很小。由于具有很大的电负性，因此它们的化学性质很活泼，能在钢中形成一系列极为稳定的化合物，成为非自发结晶核心，从而起到细化晶粒的作用。另外，稀土是表面活性元素，可以增大结晶核心产生速度，阻止晶粒生长，而晶粒的细化，有利于钢塑韧性的提高，随着稀土含量的增加，晶粒细化越明显，这与稀土元素能增加奥氏体晶界迁移的激活能有关。

优选的方案，所述步骤S2中高效复合变质剂为钾或钠的其中一种。

优选的方案，所述步骤S2中高效复合变质剂、稀土分别是经破碎至粒度小于10mm的小块，在280℃下烘干所得的物质。

优选的方案，所述步骤S2中变质处理采用包内冲入法对钢水进行变质处理。

优选的方案，所述步骤S2中浇注采用底注法浇注钢锭。

本发明的有益效果是：

1.本发明配方合理，制作简单，使用寿命长，具有很高的强度、韧性、耐磨性和抗冲击力，减少了工厂更换耐磨耐腐蚀衬板的频率，降低了劳动强度。

2.本发明的碳和铬保证耐磨耐腐蚀衬板中碳化物数量和形态，镍的作用是增加耐磨耐腐蚀衬板的淬透性，抑制奥氏体基体向珠光体的转变，促进马氏体基的形成，镁和钛的作用是改善耐磨衬衬板的机械性能，并增强了耐高温磨蚀的效果，提高了使用寿命。

3.本发明添加适量的铈基稀土作为变质剂，其具有较大的原子半径，在铁中溶解度很小。由于具有很大的电负性，因此它们的化学性质很活泼，能在钢中形成一系列极为稳定的化合物，成为非自发结晶核心，从而起到细化晶粒的作用。

4.本发明原料易得，制作方法简单，使用普通废钢、生铁、不锈钢废料作为生产原料，循环利用，有效节约了能源。

5.对钢水进行变质处理，增加了耐磨耐腐蚀衬板的韧性和强度，提高了使用寿命。

具体实施方式

下面对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域一般技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，包括以下步骤：

S1，将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、镁锭、锰铁、钼铁、镍板、钛锭、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，调整成分至个组分占百分比为：碳1％，硅0.55％，镁0.6％，锰0.55％，铬12％，钼1.6％，镍0.16％，钛0.16％，磷0.02％，硫0.02％，余量为铁，将温度升至1550℃，加入已预热的硅铁进行沉淀脱氧，出铁前2分钟采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，而后出铁；

S2，将钠、铈基稀土破碎至粒度小于10mm的小块，在280℃下烘干后置于钢包底部，采用包内冲入法对钢水进行变质处理，然后将钢水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1450℃，浇注先慢、中快、后细，待钢水到达冒口3/5时，加入保温剂，钢锭浇注7分钟后，再点冒口3次；

S3，当耐磨耐腐蚀衬板冷却至室温时，抛光处理后将耐磨耐腐蚀衬板放入热处理炉里，保温温度在800℃，保温2.5h，然后出炉自然冷却，之后250℃回火2h，取出自然冷却即可。

实施例2

一种耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，包括以下步骤：

S1，将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、镁锭、锰铁、钼铁、镍板、钛锭、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，调整成分至个组分占百分比为：碳0.8％，硅0.8％，镁0.7％，锰0.8％，铬11％，钼1.7％，镍0.14％，钛0.1％，磷0.06％，硫0.06％，余量为铁，将温度升至1600℃，加入已预热的硅铁进行沉淀脱氧，出铁前2分钟采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，而后出铁；

S2，将钠、铈基稀土破碎至粒度小于10mm的小块，在280℃下烘干后置于钢包底部，采用包内冲入法对钢水进行变质处理，然后将钢水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1440℃，浇注先慢、中快、后细，待钢水到达冒口3/5时，加入保温剂，钢锭浇注8分钟后，再点冒口2次；

S3，当耐磨耐腐蚀衬板冷却至室温时，，抛光处理后将耐磨耐腐蚀衬板放入热处理炉里，保温温度在800℃，保温2.0h，然后出炉自然冷却，之后250℃回火2.5h，取出自然冷却即可。

实施例3

一种耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，包括以下步骤：

S1，将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、镁锭、锰铁、钼铁、镍板、钛锭、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，调整成分至个组分占百分比为：碳1％，硅0.4％，镁0.4％，锰1.0％，铬13％，钼1.9％，镍0.1％，钛0.20％，磷0.04％，硫0.04％，余量为铁，将温度升至1500℃，加入已预热的硅铁进行沉淀脱氧，出铁前2分钟采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，而后出铁；

S2，将钾、铈基稀土破碎至粒度小于10mm的小块，在280℃下烘干后置于钢包底部，采用包内冲入法对钢水进行变质处理，然后将钢水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1460℃，浇注先慢、中快、后细，待钢水到达冒口3/5时，加入保温剂，钢锭浇注5分钟后，再点冒口3次；

S3，当耐磨耐腐蚀衬板冷却至室温时，抛光处理后将耐磨耐腐蚀衬板放入热处理炉里，保温温度在750℃，保温2.5h，然后出炉自然冷却，之后250℃回火2h，取出自然冷却即可。

实施例4

一种耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，包括以下步骤：

S1，将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、镁锭、锰铁、钼铁、镍板、钛锭、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，调整成分至个组分占百分比为：碳0.6％，硅0.8％，镁0.85％，锰0.4％，铬9％，钼1.5％，镍0.22％，钛0.05％，磷0.005％，硫0.005％，余量为铁，将温度升至1650℃，加入已预热的硅铁进行沉淀脱氧，出铁前2分钟采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，而后出铁；

S2，将钾、铈基稀土破碎至粒度小于10mm的小块，在280℃下烘干后置于钢包底部，采用包内冲入法对钢水进行变质处理，然后将钢水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1460℃，浇注先慢、中快、后细，待钢水到达冒口3/5时，加入保温剂，钢锭浇注10分钟后，再点冒口2次；

S3，当耐磨耐腐蚀衬板冷却至室温时，抛光处理后将耐磨耐腐蚀衬板放入热处理炉里，保温温度在850℃，保温2.0h，然后出炉自然冷却，之后250℃回火2.5h，取出自然冷却即可。

本发明配方合理，制作简单，使用寿命长，具有很高的强度、韧性、耐磨性和抗冲击力，减少了工厂更换耐磨耐腐蚀衬板的频率，降低了劳动强度，本发明原料易得，制作方法简单，使用普通废钢、生铁、不锈钢废料作为生产原料，循环利用，有效节约了能源，对钢水进行变质处理，增加了耐磨耐腐蚀衬板的韧性和强度，提高了使用寿命。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种耐磨耐腐蚀衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：碳0.6～1％，硅0.4～0.8％，镁0.4～0.85％，锰0.4～1.0％，铬9～13％，钼1.5～1.9％，镍0.1～0.22％，钛0.05～0.20％，磷0.005～0.04％，硫0.005～0.04％，余量为铁。

2.根据权利要求1所述的耐磨耐腐蚀衬板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：碳0.6～0.8％，硅0.55～0.8％，镁0.6～0.7％，锰0.55～1.0％，铬9～13％，钼1.5～1.9％，镍0.1～0.21％，钛0.1～0.16％，磷0.005～0.04％，硫0.005～0.04％，余量为铁。

3.一种如权利要求1或2所述的耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中稀土为铈基稀土。

5.根据权利要求3所述的耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中高效复合变质剂为钾或钠的其中一种。

6.根据权利要求3所述的耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中高效复合变质剂、稀土分别是经破碎至粒度小于10mm的小块，在280℃下烘干所得的物质。

7.根据权利要求3所述的耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中变质处理采用包内冲入法对钢水进行变质处理。

8.根据权利要求3所述的耐磨耐腐蚀衬板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中浇注采用底注法浇注。