一種中碳不銹鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種中碳不銹鋼材料：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.4-0.5、鉻16.0-16.3、鉬0.4-0.5、鎢2.6-2.8、鈮0.03-0.05、硅0.04-0.08、Mn1.0-2.5、Cu1.0-2.5、Ni1.0-2.5、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。本發(fā)明通過使用稀土元素和Mo等其他金屬原料組合，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的合金材料具有較好的綜合力學(xué)性能，尤其具有強度和硬度高、耐磨性好等特點；通過使用鉻，還增加防腐蝕性能；本發(fā)明鎳的用量少，成本降低了；并使用部分廢鐵作為原料，提高合金的質(zhì)量穩(wěn)定均一。通過加入精煉劑，氣孔度降低1-2度。
【專利說明】一種中碳不銹鋼材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種中碳不銹鋼材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合金鋼的發(fā)展已經(jīng)有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業(yè)上被應(yīng)用，主要有以下類型:調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、工具鋼、高速鋼、模具鋼、高中低碳合金鋼等，目前為止，雖然合金鋼技術(shù)得到很大發(fā)展，但是，仍有很多問題存在，如耐磨度、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性、成本等不能兼顧，在很多場合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進一步改進，以提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術(shù)發(fā)展提供保障，為社會發(fā)展提供動力，任務(wù)還很艱巨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種中碳不銹鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高的耐磨性、硬度和耐腐蝕性能。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種中碳不銹鋼材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳
0.4-0.5、鉻 16.0-16.3、鑰 0.4-0.5、鎢 2.6-2.8、鈮 0.03-0.05、硅 0.04-0.08、Mnl.0-2.5、Cul.0-2.5, Nil.0-2.5、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0005]所述的中碳不銹鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、Ni；(2)鑰、硅、Mn ；(3)鎢、Cu、鈮；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為7-9分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220_250°C /小時速率升溫至925_935°C，保溫
3-4小時；再以140-160°C/小時速率降溫至600-61 (TC，保溫40-60分鐘；再以100-120°C /小時速率降溫至300-320°C，保溫2-3小時；再以150_170°C /小時速率升溫至520_540°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 13-16、輕質(zhì)碳酸鈣
2-3、二氧化硅2-3、氧化鋅1-2、硅灰石粉3-4、氫氧化鎂10-12、硅藻土 4_5、氫氧化鋁8_10、玉石粉3-4、蒙脫石l-2、BaC03 3-4,BaF2 2-3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量
2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8_15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過使用稀土元素和Mo等其他原料組合，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的合金材料具有較好的綜合力學(xué)性能，尤其具有強度和硬度高、耐磨性好等特點；通過使用鉻，還增加防腐蝕性能；本發(fā)明鎳的用量少，成本降低了 ；并使用部分廢鐵作為原料，提高合金的質(zhì)量穩(wěn)定均一。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，得到有效的控制，不會在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。
【具體實施方式】
[0009]一種中碳不銹鋼材料:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳0.4-0.5、鉻16.0-16.3、鉬 0.4-0.5、鎢 2.6-2.8、鈮 0.03-0.05、硅 0.04-0.08、Mnl.0-2.5、Cul.0-2.5、Nil.0-2.5、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0010]所述的中碳不銹鋼材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、Ni; (2)鉬、硅、Mn ; (3)鎢、Cu、鈮；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為8分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以2301:/小時速率升溫至9301:，保溫3.5小時；再以150°C /小時速率降溫至604°C，保溫50分鐘；再以110°C /小時速率降溫至310°C，保溫2.5小時；再以160°C /小時速率升溫至530°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉4、粘土 13、輕質(zhì)碳酸鈣2、二氧化硅3、氧化鋅1、硅灰石粉4、氫氧化鎂12、硅藻土 4、氫氧化鋁8、玉石粉3、蒙脫石2、BaC03 3、BaF2 2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、l-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒
3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0013]本發(fā)明中碳不銹鋼材料的機械性能為:拉伸強度1035MPa，屈服強度800MPa，延伸率12%，斷面收縮率24%，沖擊吸收功50J，沖擊韌性59J/cm2，硬度310HB。
[0014]本發(fā)明超高強度鑄鋼的機械性能為:拉伸強度1280MPa，屈服強度883MPa，延伸率14%,斷面收縮率33%，沖擊吸收功53J，沖擊韌性63J/cm2，硬度282HB。
【權(quán)利要求】
1.一種中碳不銹鋼材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳0.4-0.5、鉻 16.0-16.3、鑰 0.4-0.5、鎢 2.6-2.8、鈮 0.03-0.05、硅 0.04-0.08、Mnl.0-2.5、Cul.0-2.5, Nil.0-2.5、P ≤ 0.030、S ( 0.030、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中碳不銹鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鉻、Ni；(2)鑰、硅、Mn ；(3)鎢、Cu、鈮；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為7-9分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中碳不銹鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220-250°C /小時速率升溫至925-935 °C，保溫3_4小時；再以140-160 0C /小時速率降溫至600-61 (TC，保溫40-60分鐘；再以100-120°C /小時速率降溫至300-320°C，保溫2-3小時；再以150_170°C /小時速率升溫至520_540°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中碳不銹鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 13-16、輕質(zhì)碳酸鈣2-3、二氧化硅2-3、氧化鋅1-2、硅灰石粉3-4、氫氧化鎂10-12、硅藻土 4-5、氫氧化鋁8-10、玉石粉3_4、蒙脫石l-2、BaC03 3-4、BaF2 2_3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、l-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C22C38/48GK103667960SQ201310550100
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】梅百榮, 徐志勇 申請人:銅陵安東鑄鋼有限責(zé)任公司