一種中大型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種新型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備工藝，尤其是重量大于300Kg，厚 壁大于IOOmm的中大型鋼耐磨鑄件鑄造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，工業(yè)生產(chǎn)中所用的中大型鋼耐磨鑄件主要W高儘鋼和高銘鑄鐵為主。高儘 鋼初性高（AKv> 40J)，但硬度低（HRC為20左右)，高儘鋼的耐磨性優(yōu)勢是通過在強(qiáng)沖擊 作用下的沖擊硬化而發(fā)揮，很多工況條件難W滿足使高儘鋼達(dá)到硬化的沖擊要求。高銘鑄 鐵硬度高（HRC為60)，但初性低（AKv< 1J)，脆性大，僅適用于無沖擊和極小沖擊的磨損工 況，而此類工況較少。因此，高儘鋼和高銘鑄鐵耐磨件使用領(lǐng)域嚴(yán)重受限，同時(shí)也因?yàn)榫C合 機(jī)械性能差，導(dǎo)致耐磨件使用壽命低。
[0003] 近年來，低合金馬氏體鋼和銘鋼鋼也相繼作為耐磨鑄件材料開始使用，低合金馬 氏體鋼其組織成分主要是馬氏體，由于材料澤透性差W及馬氏體相變過程中容易出現(xiàn)開 裂，限制了其在中大型耐磨件上的應(yīng)用，只有少數(shù)幾十公斤小型精密鑄件才能使用。一些銘 鋼鋼雖然在熱處理開裂問題上有所改善，但其硬度HRC僅40左右，沖擊初性AKv< 10J，而 且需要加入大量銘、儀、鋼貴重合金元素，大大增加材料成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述不足，本發(fā)明提供一種中大型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備工藝，使用該 工藝鑄造的耐磨鑄件硬度和沖擊初性較高，綜合機(jī)械性能好，使用壽命高，而且工藝技術(shù)簡 單和生產(chǎn)成本較低，從而有使該種耐磨鑄件的使用范圍大大增加，并且解決了高耐磨鑄件 的熱處理裂紋和厚壁鑄件的澤透性問題，利于耐磨鑄件的規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明是通過運(yùn)樣的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的： 一種中大型貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，該鑄件WC、Si、Mn、化為主要合金元素， 其成分重量百分比為：C:0. 1~0. 35%，Si:0. 5 ~2. 0%，Mn:1. 2 ~2. 5%，Cr:1. 0 ~2. 5%，其 余為鐵和雜質(zhì)元素。
[0006] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)HRC> 47,AKv> 22J時(shí)，所述各合金元素的重量 百分比為：C:0. 20~0. 30%，Si:0. 9 ~1.l%，Mn:2. 1 ~2. 5%，Cr:1. 2 ~1. 5%，其余為鐵和雜 質(zhì)兀素。
[0007] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)HRC> 46,AKv> 25J時(shí)，所述各合金元素的重量 百分比為：C:0. 20~0. 30%，Si:0. 6 ~0. 9%，Mn:1. 5 ~2.l%，Cr:1. 4 ~2. 0%，其余為鐵和雜 質(zhì)兀!素。
[0008] 同時(shí)，本方案還提供了一種生產(chǎn)上述中大型貝氏體鋼耐磨鑄件的工藝，其生產(chǎn)步 驟為： (1) 將權(quán)利要求1中配置的原材料，進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型、殼型或失蠟成型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至830~880°C保溫后隨爐冷卻； (4) 相變：巧件升溫到880~920°C保溫，保溫時(shí)間根據(jù)鑄件的不同壁厚而定；出爐空冷 到低于800°C進(jìn)行間隙式復(fù)合澤火至高于100°C，用高于180°C保溫爐保溫地W上。
[0009] 作為上述工藝的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟（4)中的澤火過程為：空冷至650~750°C進(jìn)行 間隙式水澤至180°C出水，再入280°C保溫爐保溫地W上。
[0010] 或者，步驟（4)中空冷至650~750°C進(jìn)行間隙式水澤至高于350°C，再油冷至 200 °C，用280 °C保溫爐保溫地W上。
[0011] 使用上述工藝生產(chǎn)的新型貝氏體中大型鋼耐磨鑄件，由于成分配比合理，使其在 熱處理過程中，能在較寬的冷速范圍內(nèi)形成一定含量的貝氏體、馬氏體或殘余奧氏體等的 復(fù)相組織，使鑄件產(chǎn)品不僅具有很高的硬度，同時(shí)也具有較高的沖擊初性，實(shí)現(xiàn)最佳的綜合 機(jī)械性能，通過配套的合金均勻化處理和間隙式復(fù)合澤火工藝W解決高耐磨鑄件的熱理裂 紋和厚壁鑄件的澤透性問題，W實(shí)現(xiàn)鑄件產(chǎn)品性能的一致性和穩(wěn)定性，不僅使用壽命高，而 且適用范圍更廣泛，且不使用貴重合金元素，材料成本低，工藝穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè) 生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 為了更加清楚地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果，下面對本發(fā)明做進(jìn)一 步的說明，但并不將本發(fā)明的保護(hù)范圍限定在W下實(shí)施例中。
[001引實(shí)施例1 W用貝氏體鋼材料生產(chǎn)重量370kg某產(chǎn)品為例，其成分重量百分比為C:0. 28%，Si: 0. 5%，Mn:2. 0%，化：1%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照如下步驟進(jìn)行： (1) 將按上述比例配制的原材料，按常規(guī)工藝進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至860°C保溫化后，隨爐冷卻到室溫； (4) 相變：巧件升溫到900°C保溫化；出爐空冷到650~750°C時(shí)進(jìn)行間隙式澤火至 250°C后出水，用280°C保溫爐保溫IOhW上，得到如下數(shù)據(jù)：
可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[0014] 實(shí)施例2 W用貝氏體鋼材料生產(chǎn)重量400kg的某產(chǎn)品為例，其成分重量百分比為C:0. 1%，Si: 2. 0%，Mn: 2. 5%，化：1. 71%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照如下步驟進(jìn)行： (1) 按上述重量百分比配制原材料，按常規(guī)工藝進(jìn)行進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至860°C保溫化后隨爐冷卻到室溫； (4)相變：巧件升溫到900°C保溫化；出爐空冷至650~750°C后，進(jìn)行間隙式復(fù)合澤火 至350°C，再油冷至200°C，再用280°C保溫爐保溫IOhW上，得到如下數(shù)據(jù)：
可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[001引實(shí)施例3 W用貝氏體鋼材料生產(chǎn)重量60kg某耐磨鑄件為例，其成分重量百分比為：C: 0. 35%，Si:1. 3%，Mn:1. 2%，化：2. 5%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照如下步驟進(jìn)行： (1) 按上述重量百分比配置原材料，按常規(guī)工藝進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至860°C保溫化后隨爐冷卻到室溫； (4) 相變：巧件升溫到900°C保溫化；出爐后空冷到650~750°C，進(jìn)行間隙式復(fù)合澤火 至350。再油冷至100°C，最后用180°C保溫爐保溫6h，得到如下數(shù)據(jù)：
可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[0016] 實(shí)施例4 W貝氏體鋼材料生產(chǎn)的重量200kg的某產(chǎn)品為例，其成分重量百分比為：C: 0. 22%，Si:1. 0%，Mn:2. 31%，化：1. 8%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照如下步驟進(jìn)行： (1) 將按上述配比關(guān)系制得的原材料，按常規(guī)工藝進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至860°C保溫化后隨爐冷卻到室溫； (4) 相變：巧件升溫到920°C保溫；出爐空冷到700°C進(jìn)行間隙式復(fù)合澤火至100°C時(shí)， 再入200°C保溫爐保溫化，得到如下數(shù)據(jù)：
可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[0017] 實(shí)施例5 W用貝氏體鋼材料生產(chǎn)的重量約600kg的某產(chǎn)品為例，其成分重量百分比為：C: 0. 3%，Si:0. 9%，Mn:1. 4%，Cr:1. 6%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，并按照如下步驟進(jìn)行： (1) 將按上述比例配置的原材料，進(jìn)行烙煉、脫氧、除渣； (2) 按砂型工藝鑄造得到巧件； (3) 合金均勻化：將巧件升溫至880°C保溫化后隨爐冷卻至室溫； (4) 相變：巧件升溫到900°C保溫；出爐空冷到650~750°C進(jìn)行間隙式復(fù)合澤火至 350°C，油冷至200°C后，再用280°C保溫爐保溫化W上，得到如下數(shù)據(jù)：
可見，其具有很高的硬度和耐沖擊性。
[001引 本發(fā)明所用硬度（HRC)、沖擊（AKv)檢測分別按GB/T230. 1-2009和GB/T229-2010 標(biāo)準(zhǔn)。
[0019] 與其它耐磨材料的相關(guān)參數(shù)對比，結(jié)果為：
由上述數(shù)據(jù)可見，使用本發(fā)明提供的貝氏體鋼耐磨鑄件，由于成分配比合理，鑄件產(chǎn) 品不僅具有很高的硬度，同時(shí)也具有較高的沖擊初性，實(shí)現(xiàn)最佳的綜合機(jī)械性能，使用壽命 高，適用范圍更廣泛，且不使用貴重合金元素，材料成本低，工藝穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化工業(yè) 生產(chǎn)。
[0020] W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種中大型貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，該鑄件以c、Si、Mn、Cr為主要合金元 素，其成分重量百分比為：C:0? 1~0. 35%，Si:0? 5 ~2. 0%，Mn:1. 2 ~2. 5%，Cr:1.O~2. 5%， 其余為鐵和雜質(zhì)元素。2. 如權(quán)利要求1所述的貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，當(dāng)HRC》47,AKv》20J時(shí)，所 述各合金元素的重量百分比為：C:0? 20~0. 30%，Si:0? 9~I.l%，Mn:2. 1~2. 5%，Cr:1. 2~ 1.5%，其余為鐵和雜質(zhì)元素。3. 如權(quán)利要求1所述的貝氏體鋼耐磨鑄件，其特征在于，當(dāng)HRC》46,AKv》25J時(shí)，所 述各合金元素的重量百分比為：(：：0.20~0.30%，51 :0.6~0.9%，]\111:1.5~2.1%，0:1.4~ 2. 0%，其余為鐵和雜質(zhì)元素。4. 權(quán)利要求1所述中大型貝氏體鋼耐磨鑄件的制備工藝，其特征在于，步驟為： 將權(quán)利要求1中配置的原材料，進(jìn)行熔煉、脫氧、除渣； 按砂型、殼型或失蠟成型工藝鑄造得到坯件； 合金均勻化：將坯件升溫至830~880°C保溫后隨爐冷卻； 相變：還件升溫到880~920°C保溫；出爐空冷到低于800°C進(jìn)行間隙式復(fù)合淬火至高 于100°C，用高于180°C保溫爐保溫4h以上。5. 如權(quán)利要求4所述中大型貝氏體鋼耐磨鑄件的制備工藝，其特征在于，步驟（4)中的 淬火過程為：空冷至650~750°C進(jìn)行間隙式水淬至180°C出水，再入280°C保溫爐保溫4h 以上。6. 如權(quán)利要求4所述中大型貝氏體鋼耐磨鑄件的制備工藝，其特征在于，步驟（4)中空 冷至650~750°C進(jìn)行間隙式水淬至高于350°C，再油冷至200°C，用280°C保溫爐保溫4h 以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中大型貝氏體鋼耐磨鑄件及其制備工藝，該鑄件以C、Si、Mn、Cr為主要合金元素，其成分重量百分比為：C：0.1~0.35%，Si：0.5～2.0%，Mn：1.2～2.5%，Cr：1.0～2.5%，其余為鐵和雜質(zhì)元素，該耐磨鑄件為大中型件，成分配比合理，使其在熱處理過程中，能在較寬的冷速范圍內(nèi)形成一定含量的貝氏體、馬氏體或殘余奧氏體等的復(fù)相組織，使鑄件產(chǎn)品不僅具有很高的硬度，同時(shí)也具有較高的沖擊韌性，實(shí)現(xiàn)最佳的綜合機(jī)械性能，通過配套的合金均勻化處理和間隙式復(fù)合淬火工藝以解決熱處理裂紋和中大型厚壁件的淬透性問題，以實(shí)現(xiàn)鑄件產(chǎn)品性能的一致性和穩(wěn)定性，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
【IPC分類】C22C37/06, C22C33/08
【公開號(hào)】CN105220061
【申請?zhí)枴緾N201510730009
【發(fā)明人】余忠友, 譚諄禮, 汪慧蓮, 胡萬謙, 白秉哲, 向功順, 伍大全, 羅平, 楊華榆, 張海全
【申請人】四川貝氏新材料有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月2日