由钢合金制成的刀片制造技术

本发明专利技术涉及一种通过铸造由钢合金制成的磨浆机刀片或分散机刀片。所述合金包括以重量百分比表示的：0.6至4wt-％的碳(C)，0.5至1.5wt-％的硅(Si)，0.4至.1.5wt-％的锰(Mn)，12至28wt-％的铬(Cr)，4至12wt-％的铌(Nb)以及铁(Fe)。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请为以下申请的分案申请：申请日为2009年3月19日，申请号为 200980109282. 6,其专利技术名称为由钢合金制成的刀片。
本专利技术涉及一种通过铸造由钢合金制成的刀片。更具体地，本专利技术涉及一种磨浆 机（refiner)或分散机（disperser)的刀片。
技术介绍
不锈钢是铬含量大于12wt_%的钢。由于在钢表面上形成了氧化铬层并保护下面 的钢使不受侵蚀，不锈钢的耐腐蚀性良好。通过改变钢的组成，即合金元素和它们的量，可 以调节不锈钢的晶体结构。不同的晶体结构导致钢的不同特性。 不锈钢的一种晶体结构是马氏体晶体结构。当钢合金被快速冷却且碳没有时间 离开奥氏体钢的间隙位置（interstitial site)以及晶体结构通过相变变成马氏体时，可 得到马氏体晶体结构。马氏体钢是硬度最高且强度最大的钢类型中的一种。此外，其延性 最小，即具有马氏体晶体结构的钢是最脆的钢类型中的一种。然而，这种钢具有优良的抗磨 性，主要归因于由铬和碳形成的硬质的碳化物以及强度很大的马氏体基体。 通过增加钢合金的碳含量，使提高结构中碳化铬的含量，可以提高马氏体不锈钢 的抗磨性。然而，碳含量不能无限地增加，因为当合金的碳含量增加时，其冲击延性（impact ductility)会降低。这是因为当钢凝固时，碳化铬会从最终的熔融物分离出来，其中在结构 中形成有碳化物晶格。在钢产品中产生的断裂易于沿又硬又脆的碳化物晶格一直延伸遍及 整个结构。结构中碳化铬的含量越大，断裂越容易产生和延伸。 本专利技术的应用领域包括机械磨衆机（mechanical pulp refiner)、低浓磨衆机 (low consistency refiner)、纤维板磨衆机（fibreboard refiner)和分散机的刀片。这 些刀片可以由两个或更多个对置的转动的对称铸件构成，该铸件的形状为板状、圆柱形或 锥形或者这些刀片形状的组合。另选地，所述刀片可以由更小的部件（例如圆环、圆锥或圆 柱的一部分，它们组合成转动的对称刀片面）形成。 待相互配置的磨浆机和分散机的刀片的面由刀片杆（blade bar)和凹槽 (grooves)构成。在磨衆期间，供料至磨衆机刀片之间的衆料悬浮液或木材片在刀片之间越 过磨浆机刀片被引导至供料端的对面，并从那里继续进行工艺。 磨衆机刀片在研磨过程中始终处于磨损（constant abrasion)中。此外，存在于 磨浆机刀片之间的外来颗粒（例如沙、玻璃和金属或纸填料）会缩短刀片的寿命。 当前，磨浆机刀片由碳含量为低、中、高的钢合金制造。例如在公开号为W0 01/68260的专利文献和申请号为EP 1507023的专利文献中已经公开了高碳含量钢合金。 这些具有中碳含量且特别是高碳含量的马氏体不锈钢的缺陷在于，它们的碳化铬含量较 高，导致形成均匀且厚的碳化物晶格并由此导致冲击延性较低且结构较脆。高碳钢的问题 本质上大于碳化铬含量较小的低碳钢，其中未形成均匀的碳化物晶格或碳化物晶格保持很 薄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种由抗磨性和冲击延性高的钢合金制成的磨浆机刀片 或分散机刀片。 本专利技术的基本构思是，为了提高高碳含量钢的抗磨性，添加可在早期和/或在凝 固期间从熔融物中扩散出来的碳化物前体（carbideformer)。因此，形成的碳化物不会形 成类晶格结构，从而不会降低材料的冲击延性。选择碳化物前体，从而使生产的碳化物的硬 度尽可能大。此外，其与氧的亲和性必须很小，其中其氧化不会使铸造变得复杂。适应此目 的的碳化物前体是铌。 使用铌作为形成马氏体结构时用作磨浆机刀片材料的钢合金中的碳化物前体，可 以提高磨浆机刀片的抗磨性而同时不会降低磨浆机刀片的冲击延性。 因此，重要的是用碳化铌代替碳化铬。在本专利技术的解决方案中，生成碳化铌以代替 碳化铬晶格，且在该结构中碳化铌的分布基本不会削弱结构的延性。碳化铌比碳化铬更硬， 因此同时提高了抗磨性。通过优化本专利技术的钢组成，可以用碳化铌代替碳化铬晶格。 在通过铸造制造刀片的工艺中，碳化铌在一个优选实施方式中均匀分布在结构 中。 通过具有如下化学组成（以重量百分比表示）的钢合金实现上述目的和优点： (：为0.6-4￥卜％，优选为0.8-3.5￥卜％，最优选为1.0-3.2￥卜％; Si为 0? 5 至 1. 5wt_%，优选为 0? 8 至 1. 0wt_% ; Mn为 0? 4 至 1. 5wt_%，优选为 0? 7 至 0? 8wt_% ; Cr为 12 至 28wt_%，优选为 13 至 26wt_%，最优选为 14 至 24wt_% ; Nb为 4 至 12wt_%，优选为 4. 5 至 10wt_%，最优选为 5. 0 至 8. 0wt_% ; 剩余部分由Fe(以及可能的杂质）构成。 上述化学组成也可以如下所示： 碳（C)含量至少为0. 6wt_%，优选至少为0. 8wt_%，最优选至少为1.Owt-%。碳 含量不多于4wt_%，优选不多于3. 5wt_%，最优选不多于3. 2wt_%。 娃含量至少为0. 5wt_%，优选至少为0. 8wt_%。娃含量不多于1. 5wt_%，优选不 多于 1. 0wt_%。 猛（Mn)含量至少为0. 4wt_%，优选至少为0. 7wt_%。猛含量不多于1. 5wt_%，优 选不多于0. 8wt_%。 络（Cr)含量至少为12wt_%，优选至少为13wt_%，最优选至少为14wt_%。络含 量不多于28wt_%，优选不多于26wt_%，最优选不多于24wt_%。 为了确保材料的耐腐蚀性，铬/碳比（Cr/C)至少为7。如果可以接受较低的耐腐 蚀性，则铬/碳比可以更小。 银（Nb)含量至少为4wt_%，优选至少为4. 5wt_%，最优选至少为5.Owt-%。银含 量不多于12wt_%，优选不多于10wt_%，最优选不多于8wt_%。 以上已经列出了钢合金的必要元素。除了它们之外，合金在通常的情况下可能含 有杂质。钢合金也可以含有镍和/或钼。如果钢合金含有镍，则镍的含量不多于2. 5wt-%，优选为0. 5至2. 2wt-%，最优选 为1. 0至2. Owt-%。因此，钢合金含有至少0. 5wt-%的镍，最优选含有至少1. Owt-%的镍。 钢合金含有的镍不多于2. 5wt_%，优选不多于2. 2wt_%，最优选不多于2. Owt-%。如果钢合金含有钼，则钼的含量不多于2. Owt-%，优选为0. 2至1. 5wt_%，最优选 为0. 3至0. 9wt-%。因此，钢合金含有至少0. 2wt-%的钼，最优选含有至少0. 3wt-%的钼。 钢合金含有的钼不多于2. Owt-%，优选不多于1. 5wt_%，最优选不多于0. 9wt_%。【附图说明】 在下文中，参照附图详细说明本专利技术的优选实施方式，其中 图1示出了现有技术的钢合金和本专利技术的钢合金的抗磨性与延性的函数关系； 图2是可以由合金制造的磨浆机刀片片段的平面图；以及 图3示出了可以由合金制造的锥形分散机刀片，定子位于左侧而转子位于右侧。【具体实施方式】 在本说明书和权利要求书中，术语铸造表示将熔融钢合金浇注入注浆模中，冷却 时在该注浆模中凝固。冷却下来后，熔融合金将具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过铸造由钢合金制成的磨浆机刀片或分散机刀片，所述刀片的面由刀片杆和凹槽构成，其特征在于所述合金的组成包括以重量百分比表示的：0.6至4wt‑％的碳(C)、0.5至1.5wt‑％的硅(Si)、0.4至1.5wt‑％的锰(Mn)、12至28wt‑％的铬(Cr)、5至12wt‑％的铌(Nb)以及铁(Fe)，其中铬/碳比至少为7，且碳化铌在结构中均匀地分布，不会削弱结构的延性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卡里·维赫马，约翰·努尔贝里，
申请(专利权)人：维美德技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI