专利名称：一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法
技术领域：
本发明 涉及一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，特别适用于机械制造高抗磨、高抗冲击、强韧性、易焊接的特种金属材料产品。
背景技术：
随着材料科学的发展，人们对现用高锰铸钢的认识也日益清晰。长期的使用中发现，这类材料铸钢件在使用中并不耐磨，使用寿命不理想，更换率很高，而且更换一次又蒙受停产损失，所以有待改进。于是，众多企业极希望高抗磨特种金属材料铸钢件的出现和供给。发明内容本发明的目的在于提供一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，有效的增加铸件高抗磨、高抗冲击、强韧性、易焊接性，提高使用寿命。本发明是这样实现的一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，其特征是由废钢、Cr-Fe, Mn-Fe, Mo-Fe三个以上的铁合金组成，经选料、熔炼精炼、消失模负压生产线铸造铸件、铸件水韧处理工艺制备，高抗磨钢的配料成分成分质量百分比为废钢碳钢40-60%，废钢合金钢 35-45%, Cr-Fe 10-20%, Mn-Fe 5-9%, Mo-Fe 1-5%, Al O. 5-1%,Ni-Fe O. 5-1%，稀土 O. 01—O. 08%，W-Fe、V-Fe 微量。所述熔炼精炼エ艺是配料一装料一15001750°C熔清一炼渣底渣脱磷脱硫、扒渣一第一次打样、化验一调成分一炼渣“电石渣”转化为“白渣”一控制C、Mn、P三个主要元素的的质量百分数一扒渣一第二次打样、化验一成分微调一提温出钢温度控制在15501650°C—在包内冲入高效稀土变质剂进行孕育处理一往包内撒入适量保温聚渣复盖剂，镇静4-6分钟、扒渣一铁水浇铸温度控制在1480-1550°C。所述消失模负压生产线铸造铸件、铸件水韧处理工艺，消失模铸造エ艺是把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模样放入砂箱，模样四周用干砂充填坚实，铁水浇铸温度控制在1480-1550°C，浇铸时高温钢液使其热解消失，并占据泡沫塑料模样所退出的空间而获得铸件，质量控制以“结膜秒”为操作控制指标，“结膜秒”指浇注结束后，冒ロ钢液开始结膜的时间3 5秒，铸件的水韧处理铸件温度800°C——1080°C，控制铸件出炉至入水的时间为10秒以内，水温低于35°C的循环水。本发明达到了预期的设计目的，材料成分的改进，保证该钢实现诱发马氏体相变的关键因素，确保产品的合格率> 90%，熔炼中炼渣底渣脱磷脱硫，使P含量降至O. 08%左右，大减少了鋳造裂纹和热处理裂纹出现的几率，采用先进的消失模负压生产线铸造产品，铸件精度高，铸件的水韧处理有效的增加铸件高抗磨、高抗冲击、强韧性，从而提高使用寿命O
结合附图进ー步描述图I是ー种高抗磨特种金属材料铸钢与ZGMnl3的冲击载荷(J/cm2)与抗冲击磨料磨损耐磨性(gl之间的关系图，图中I、高抗磨特种金属材料铸钢(简称NMHA材料)2、ZGMnl3 (铸钢锰 I3)材料耐磨性ε的含义冲击磨料磨损后试样失重(g)的倒数(g—1)，即ε = I/ΔG(g_1), AG = GO-G, GO为试验前试样重量(g), G为试验试样后的重量(g), AG为失重(g)，冲击能量为单位截面积的冲击能量，以J/cm2表示。由附图可知，在同等冲击磨料磨损エ况条件下，NMHA材料的耐磨性高于ZGMnl3，并且冲击载荷愈小，其差值愈大。
具体实施方式
根据本发明设计方案，发明人给出三个实施例，实施ー种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法。实施例I发明人实施ー种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，试用浇铸产品煤矿选 煤厂的主洗车间旋流器底流箱4m2、排矸溜槽4m2，各ー吨；熔炼设备采用西安动化实业有 限公司生产的GWJ3. 0-1500/0. 5中频熔炼炉2台，该炉使用性能稳定可靠，碱性炉衬。除此之外，还配备了相应的4吨钢液中间大包和供浇注用的浇包若干；配料成分成分质量百分比为废钢碳钢47%，废钢合金钢35%，Cr_FelO%，Mn-Fe5%, Mo-Fe 1%, Al O. 5%, Ni-Fe O. 6%，稀土 O. 03%，W-FeO. 8%，其余 V-Fe ;熔炼精炼エ艺是按上述比例配料一装料(脱磷脱硫剂放在底部)一1580°C熔清一炼渣底渣脱磷脱硫、扒渣一第一次打样、化验一调成分一炼渣“电石渣”转化为“白渣”一控制化验C、Mn、P三个主要元素的的质量百分数一扒渣一第二次打样、化验一成分微调一提温出钢温度控制在1600°C—在包内冲入高效稀土变质剂进行孕育处理一往包内撒入适量保温聚渣复盖剂，镇静4-6分钟、扒渣一铁水浇铸温度控制在1500°C，进入消失模负压生产线铸造铸件、铸件水韧处理工艺，消失模铸造エ艺是把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模样放入砂箱，模样四周用干砂充填坚实，铁水浇铸温度控制在1500°C，浇铸时高温钢液使其热解消失，并占据泡沫塑料模样所退出的空间而获得铸件，质量控制以“结膜秒”为操作控制指标，“结膜秒”指浇注结束后，冒ロ钢液开始结膜的时间3 5秒，铸件的水韧处理铸件温度控制在870°C，控制铸件出炉至入水的时间为10秒以内，水温低于35°C的循环水。水韧处理的关键技术是控制铸件出炉至入水的时间为10秒以内。为了实现这一目标，采用专用可移动式夹具和炉前水池的措施保证热处理质量，由金相检验结果证实。本发明高抗磨特种金属材料铸钢(NMHA材料)性能与抗磨锰钢ZGMnl3对比如下表
权利要求
1.一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，其特征是由废钢、Cr-Fe> Mn-Fe>Mo-Fe三个以上的铁合金组成，经选料、熔炼精炼、消失模负压生产线铸造铸件、铸件水韧处理工艺制备，高抗磨钢的配料成分成分质量百分比为废钢碳钢40-60%，废钢合金钢35-45%, Cr-Fe 10-20%, Mn-Fe 5-9%, Mo-Fe 1-5%, Al O. 5-1%, Ni-Fe 0.5_1%，稀土O.01---O. 08%, ff-Fe, V-Fe 微量。
2.根据权利要求I所述的一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，其特征在于所述熔炼精炼工艺是配料一装料一150017500C熔清一炼渣底渣脱磷脱硫、扒渣一第一次打样、化验一调成分一炼渣“电石渣”转化为“白渣”一控制C、Mn、P三个主要元素的的质量百分数一扒渣一第二次打样、化验一成分微调一提温出钢温度控制在1550--160(TC —在包内冲入高效稀土变质剂进行孕育处理一往包内撒入适量保温聚渣复盖剂，镇静4-6分钟、扒渣一铁水浇铸温度控制在1480-1550°C。
3.根据权利要求I所述的一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，其特征在于所述消失模负压生产线铸造铸件、铸件水韧处理工艺，消失模铸造工艺是把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模样放入砂箱，模样四周用干砂充填坚实，铁水浇铸温度控制在1480-15500C，浇铸时高温钢液使其热解消失，并占据泡沫塑料模样所退出的空间而获得铸件，质量控制以“结膜秒”为操作控制指标，“结膜秒”指浇注结束后，冒口钢液开始结膜的时间3 5秒，铸件的水韧处理铸件温度800°C——1080°C，控制铸件出炉至入水的时间为10秒以内，水温低于35°C的循环水。
全文摘要
本发明公开了一种高抗磨特种金属材料铸钢及其制造方法，其特征是由废钢、Cr-Fe、Mn-Fe、Mo-Fe三个以上的铁合金组成，经选料、熔炼精炼、消失模负压生产线铸造铸件、铸件水韧处理工艺制备，高抗磨钢的配料成分成分质量百分比为废钢碳钢40-60％，废钢合金钢35-45％，Cr-Fe 10-20％，Mn-Fe 5-9％，Mo-Fe 1-5％，Al 0.5-1％，Ni-Fe 0.5-1％，稀土0.01-0.08％，W-Fe、V-Fe微量，耐磨性和使用寿命比原ZGMn13材料提高30倍以上。
文档编号C22C38/58GK102851565SQ201210109510
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者白松浩 申请人:白松浩