一種礦山專用高硬度耐磨襯板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐磨襯板技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦山專用高硬度耐磨襯板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冶金礦山、水泥建材、電力、化肥、煤炭、化工等行業(yè)廣泛使用破碎機(jī)破碎物料，其中襯板是破碎機(jī)中的主要消耗件，其質(zhì)量既影響破碎機(jī)生產(chǎn)作業(yè)率，也影響物料破碎成本。常用的破碎機(jī)襯板材料主要有兩大類，一類是奧氏體高錳鋼，其韌性高，原始硬度低，使用過程中主要依靠奧氏體加工硬化來提高其硬度，在充分加工硬化后，其硬度由原始HB200提高到HB400-500，在高沖擊載荷條件下使用取得很好的使用效果，但在中小沖擊載荷條件下使用，奧氏體不能充分加工硬化，其耐磨性差。另一類是合金鑄鐵，其硬度高，韌性低，在無沖擊載荷下使用效果好，但在有沖擊載荷條件下使用易出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象。
[0003]目前，市面上的許多鑄鐵材料都會選擇在單一的鉻合金鑄鐵中加入鉬、鎢、鈮、鎳等貴金屬元素，以提高材料的淬透性和淬硬性。CN101012526A公開了一種稀土多元微合金化高鉻鑄鐵，該鑄鐵的化學(xué)成分按重量份計含有，碳1.0?3.5份、鉻8.0?26.0份、鎳0.5?4.5份、鉬0.15?2.0份、銅0.5?2.0份、鋁0.05?2.0份、釩0.03?0.3份、稀土 0.005?0.20份、硅< 0.5份、錳< 0.7份、硫< 0.05份、磷< 0.05份，余量為鐵，該鑄鐵的化學(xué)成分按重量份還含有鈦0.03?0.30份，還含有鈮0.03?0.30份，還含有鎢0.80?
3.70份。采用該化學(xué)成分的鑄鐵進(jìn)行后續(xù)的熱處理，最高硬度可達(dá)59-64HRC，但是其無法同時滿足高硬度和高沖擊韌性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)解決的技術(shù)問題
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種礦山專用高硬度耐磨襯板及其制造方法，該襯板具有高硬度和高沖擊韌性特點，通過控制材料中鉻元素含量、Cr/C比例，提高了襯板的硬度；Mo、Cu、Ti貴金屬元素的復(fù)合使用，也增強(qiáng)了奧氏體的穩(wěn)定性，細(xì)化晶粒，提高了碳化物的高溫穩(wěn)定性和紅硬性。
[0006]( 二)技術(shù)方案
[0007]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0008]—種礦山專用高硬度耐磨襯板及其制造方法，該襯板中各化學(xué)組分的重量百分比為:C:2.15 ?2.80%, ,Cr:11.21 ?14.56%, S1:0.50 ?0.82%,Μη:0.52 ?0.76%,Mo:0.89 ?L 05%, Cu:0.90 ?L 25%, Ti:0.06 ?(λ 12%, Β:0.003 ?(λ 008%, Re:0.15 ?0.23%, S ^ 0.03%, P 彡 0.03%，余量為 Fe。
[0009]優(yōu)選的，所述礦山專用高硬度耐磨襯板中各化學(xué)組分的重量百分比為:C:2.56 %, Cr:12.88 %, S1:0.68 %, Μη:0.66 %, Mo:0.92 %, Cu:1.10 %, Ti:0.09 %, Β:0.005%, Re:0.19%, S:0.01%, Ρ:0.01%，余量為 Fe。
[0010]優(yōu)選的，所述礦山專用高硬度耐磨襯板的制造方法，包括以下步驟:
[0011](1)熔煉:按照上述各化學(xué)成分重量配比，將原料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1570?1590°C，熔煉過程中取樣進(jìn)行化學(xué)分析，控制各化學(xué)成分在規(guī)定范圍內(nèi)，在鐵水出爐前3?5min，按每噸鋼水0.2?0.3公斤加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧，最后按每噸鐵水加入0.6?0.8公斤純鋁進(jìn)行終脫氧；
[0012](2)澆注:當(dāng)鐵液溫度降至1450?1460°C時進(jìn)行澆注，澆注鑄型為砂型或金屬型；
[0013](3)澆冒口切割:將上述成型襯板預(yù)熱后熱割、熱刨；
[0014](4)熱處理:將上述熱刨后的成型襯板進(jìn)行表面打磨處理，然后升溫至950?1000°C時進(jìn)行正火，待溫度為900?950°C時進(jìn)行淬火，淬火后保溫1?2h，然后出爐空冷，在溫度為190?220°C的條件下回火，回火后保溫1?3h，即得到成品耐磨襯板。
[0015]優(yōu)選的，步驟(1)所述熔煉溫度為1580?1590°C。
[0016]本發(fā)明中各種化學(xué)元素的作用:
[0017]碳(C):含碳量是決定鑄鐵襯板中的碳化物和硬度的重要因素。含碳量越高，碳化物越多，硬度越高，耐磨性能就越好。但碳量過高會造成襯板的韌性差。故含碳量控制在2.15 ?2.80%。
[0018]鉻(Cr):鉻含量主要決定碳化物類型并可提高耐腐蝕磨損性。鉻和碳的含量應(yīng)保證使合金中有一定量的以M7C3(Cr，F(xiàn)e)7C3類型為主的碳化物，以獲得高的耐磨性、硬度和沖擊韌性。而高鉻鑄鐵中碳化物類型、形態(tài)和分布主要由Cr/C決定:當(dāng)Cr/C > 4時，共晶碳化物大多數(shù)呈M7C3型。但隨著鉻含量的提高，鐵液的流動性降低，襯板冷裂傾向增大，韌性下降，襯板易破損，同時鉻屬于貴金屬，過多的鉻會增加生產(chǎn)成本，綜合各種因素將鉻含量控制在 11.21 ~ 14.56%o
[0019]硅(Si)和錳(Μη):錳是穩(wěn)定奧氏體的元素，使Ms點下降使殘余奧氏體增加，但加入較多的錳易導(dǎo)致襯板表層剝落的疲勞磨損比率增加，故控制錳含量在0.52?0.76%范圍內(nèi)。適量的硅主要用于脫氧，因為過高的硅將導(dǎo)致韌性下陣，故將硅控制在0.50?
0.82%范圍內(nèi)。
[0020]鉬(Mo)、銅(Cu)和鈦(Ti):作用是顯著提高淬透性，且具有較強(qiáng)的促進(jìn)馬氏體相變的作用。該類合金既可固溶于鐵素體或奧氏體中，強(qiáng)化基體，提高基體的硬度，又可形成復(fù)雜碳化物，還能明顯細(xì)化碳化物。因此加入微量的Mo、Cu和Ti合金元素能提高襯板的綜合力學(xué)性能。
[0021]硼(B):即可凈化晶界，又有彌散強(qiáng)化作用，可細(xì)化組織，顯著提高襯板的耐磨性會泛。
[0022]稀土元素(Re):對鐵水有凈化、變質(zhì)和促進(jìn)合金化作用，能脫氧、除氣、凈化鐵水，所生成氧化物可作為異質(zhì)形核核心，細(xì)化基體晶粒組織，改善碳化物的形態(tài)與分布，含量控制在0.15?0.23%以內(nèi)。
[0023]硫⑶與磷⑵:為有害元紊，降低襯板的力學(xué)性能，含量均控制在0.03%以下為宜。
[0024](三)有益效果
[0025]本發(fā)明在襯板中加入S1、Μη等元素，在脫氧的同時強(qiáng)化了襯板基體；本發(fā)明在襯板內(nèi)加入Mo、Cu和Ti貴金屬元素，通過貴金屬元素的復(fù)合使用，增強(qiáng)了奧氏體的穩(wěn)定性，細(xì)化晶粒，提高了碳化物的高溫穩(wěn)定性和紅硬性，使本發(fā)明的襯板硬度進(jìn)一步提高，耐磨性也相應(yīng)提尚。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]實施例1:
[0028]本實施例礦山專用高硬度耐磨襯板，該襯板中各化學(xué)組分的重量百分比為:C:2.15%,, Cr:11.21%, S1:0.50%, Μη:0.52%, Mo:0.89%, Cu:0.90%, T1:0.06%, B:
0.003%, Re:0.15%, S:0.005%, P:0.005%，余量為 Fe。
[0029]按照本實施例中各化學(xué)組分的重量百分比，制備方法包括以下步驟:
[0030](1)熔煉:按照上述各化學(xué)