CN110964976A - 一种链轮用钢及其制备方法和应用 - Google Patents

一种链轮用钢及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种链轮用钢及其制备方法和应用，属于合金领域。本发明通过对元素种类以及用量的限定，结合电渣离心浇铸，在电渣离心浇铸的过程中，熔渣在铸模内壁形成薄渣皮，能够起到涂料的作用，防止液态钢液与铸模粘连，同时，在离心力的作用下，熔渣与液态钢液之间由于存在较大的密度差，熔渣被排挤到铸件的内表面形成厚的热保护渣层，从而减缓了铸件自由表面的散热，有利于得到顺序凝固结构，保证了链轮用钢的性能，同时还防止了自由表面的高温液态钢液被空气氧化，同时，电渣离心浇铸具有近终成型的效果，大大简化了生产流程，降低了生产成本，有利于工业化大生产。

Description

一种链轮用钢及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种链轮用钢及其制备方法和应用。
背景技术
链轮是刮板输送机中动力驱动的关键部件，用以与节链环或缆索上节距准确的块体相啮合或者为实心或带辐条的齿轮，与滚子链啮合以传递运动，其强韧性和耐磨性的好坏直接决定整个输送机的工作效率。制作链轮的材料一般根据用途，使用的材料有灰口铸铁、低碳钢、中碳钢、低碳合金钢、中碳合金钢等，如HT20-40、HT25-47、HT30-54 、45#钢、40Cr、 40MnB、15Cr、20Cr、20Cr、18CrMnTi或35CrMo等，但是链轮用钢都是采用常规的合金技术经过熔炼、轧制、锻造制得，存在生产成本高的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种链轮用钢及其制备方法和应用。本发明提供的链轮用钢采用电渣离心浇铸，在不降低链轮用钢性能的前提下，能够显著降低生产成本。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种链轮用钢，由包括以下质量分数的元素经电渣离心浇铸制得：C 0.2~0.6%、Si 0.1~1%、Cr 1~4%、Mn 0.2~2%、Cu 0.05~1%、Ni 0.2~3%、Mo 0.2~2%、V 0.05~2%，Ti≤0.03%、Al≤0.1%、P≤0.05%、S≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，所述链轮用钢由包括以下质量分数的元素经电渣离心浇铸制得：C 0.3~0.5%、Si 0.2~0.4%、Cr 2~3%、Mn 0.5~0.8%、Cu 0.1~0.8%、Ni 1.5~2%、Mo 0.3~0.5%、V 0.05~1%，Ti≤0.03%、Al≤0.1%、P≤0.03%、S≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供了上述技术方案所述的链轮用钢的制备方法，包括以下步骤：
将包含合金元素的原料混合后进行熔炼，得到液态钢液；
将所述液态钢液在专用模具中进行电渣离心浇铸，得到所述链轮用钢。
优选地，所述熔炼的温度为1600~1700℃。
优选地，所述电渣离心浇铸的渣液包括以下质量百分含量的组分：CaF2 60%~70%，CaO 5~10%和Al2O3 20~35%。
优选地，所述电渣离心浇铸的转速为500~1000rpm。
优选地，所述电渣离心浇铸的温度为1550~1600℃。
优选地，所述电渣离心浇铸时的渣金比为1~5%。
本发明还提供了上述技术方案所述的链轮用钢或上述技术方案所述制备方案制得的链轮用钢在矿山机械中的应用。
本发明提供了一种链轮用钢，由包括以下质量分数的元素经电渣离心浇铸制得：C0.3~0.5%、Si 0.2~0.4%、Cr 2~3%、Mn 0.5~0.8%、Cu≤0.05%、Ni 1.5~2%、Mo 0.30~0.50%、V≤0.015%，Ti≤0.015%，Al≤0.02%，B≤0.0005%，P≤0.015%、S≤0.01%、Co＜0.0001%，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明通过对元素种类以及用量的限定，结合电渣离心浇铸，在电渣离心浇铸的过程中，熔渣在铸模内壁形成薄渣皮，能够起到涂料的作用，防止液态钢液与铸模粘连，同时，在离心力的作用下，熔渣与液态钢液之间由于存在较大的密度差，熔渣被排挤到铸件的内表面形成厚的热保护渣层，从而减缓了铸件自由表面的散热，有利于得到顺序凝固结构，保证了链轮用钢的性能，同时还防止了自由表面的高温液态钢液被空气氧化，同时，电渣离心浇铸具有近终成型的效果，大大简化了生产流程，降低了生产成本，有利于工业化大生产。实施例的数据表明，本发明制得的链轮用钢抗拉强度高达1336MPa，屈服强度高达1260MPa，延伸率达到了14.5%，20℃冲击功达到了54J，生产过程绿色化，生产成本大幅降低，生产效率大幅提高。
附图说明
图1为本发明制得的链轮用钢的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种链轮用钢，由包括以下质量分数的元素经电渣离心浇铸制得：C0.2~0.6%、Si 0.1~1%、Cr 1~4%、Mn 0.2~2%、Cu 0.05~1%、Ni 0.2~3%、Mo 0.2~2%、V 0.05~2%，Ti≤0.03%、Al≤0.1%、P≤0.05%、S≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质。
在本发明中，所述链轮用钢优选由包括以下质量分数的元素经电渣离心浇铸制得：C 0.3~0.5%、Si 0.2~0.4%、Cr 2~3%、Mn 0.5~0.8%、Cu 0.1~0.8%、Ni 1.5~2%、Mo 0.3~0.5%、V 0.05~1%，Ti≤0.03%、Al≤0.1%、P≤0.03%、S≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质，更优选由包括以下质量分数的元素经电渣离心浇铸制得：C 0.41%、Si 0.29%、Cr 2.57%、Mn0.72%、Cu 0.032%、Ni 1.75%、Mo 0.30~0.50%、V 0.012%，Ti 0.0018%，Al 0.019%，B0.0003%，P 0.011%、S 0.0036%、Co＜0.0001%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供了上述技术方案所述的链轮用钢的制备方法，包括以下步骤：
将包含合金元素的原料混合后进行熔炼，得到液态钢液；
将所述液态钢液在专用模具中进行电渣离心浇铸，得到所述链轮用钢。
本发明将包含合金元素的原料混合后进行熔炼，得到液态钢液。本发明对所述原料的种类和来源没有特殊的限定，能够保证达到所述质量分数的元素即可。
在本发明中，所述熔炼的温度优选为1600~1700℃。
得到液态钢液后，本发明将所述液态钢液进行电渣离心浇铸，得到所述链轮用钢。所述电渣离心浇铸的渣液包括以下质量百分含量的组分：CaF2 60%~70%，CaO 5~10%和Al2O320~35%。
在本发明中，所述电渣离心浇铸的转速优选为500~1000rpm。
在本发明中，所述电渣离心浇铸的温度优选为1550~1600℃。
优选地，所述电渣离心浇铸时的渣金比优选为1~5%。
本发明还提供了上述技术方案所述的链轮用钢或上述技术方案所述制备方案制得的链轮用钢在矿山机械中的应用。
本发明对所述电渣离心铸轧的的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的装置即可。
本发明还提供了上述技术方案所述链轮用钢或上述技术方案所述制备方法制得的链轮用钢在煤块运输机械中的应用。

Claims (9)

1.一种链轮用钢，其特征在于，由包括以下质量分数的元素经电渣离心
浇铸制得：C 0.2~0.6%、Si 0.1~1%、Cr 1~4%、Mn 0.2~2%、Cu 0.05~1%、Ni 0.2~3%、Mo0.2~2%、V 0.05~2%，Ti≤0.03%、Al≤0.1%、P≤0.05%、S≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的链轮用钢，其特征在于，所述链轮用钢由包括
以下质量分数的元素经电渣离心浇铸制得：C 0.3~0.5%、Si 0.2~0.4%、Cr 2~3%、Mn0.5~0.8%、Cu 0.1~0.8%、Ni 1.5~2%、Mo 0.3~0.5%、V 0.05~1%，Ti≤0.03%、Al≤0.1%、P≤0.03%、S≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.权利要求1或2所述的链轮用钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将包含合金元素的原料混合后进行熔炼，得到液态钢液；
将所述液态钢液在专用模具中进行电渣离心浇铸，得到所述链轮用钢。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1600~1700℃。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电渣离心浇铸的渣液包括以下质量百分含量的组分：CaF2 60%~70%，CaO 5~10%和Al2O3 20~35%。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电渣离心浇铸的转速为500~1000rpm。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电渣离心浇铸的温度为1550~1600℃。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电渣离心浇铸时的渣金比为1~5%。
9.权利要求1或2所述的链轮用钢或权利要求3~8任一项所述制备方案制得的链轮用钢在矿山机械中的应用。
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