一种矿山专用高硬度耐磨衬板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种矿山专用高硬度耐磨衬板及其制造方法，涉及耐磨衬板技术领域，该衬板中各化学组分的重量百分比为：C：2.15～2.80％，Cr：11.21～14.56％，Si：0.50～0.82％，Mn：0.52～0.76％，Mo：0.89～1.05％，Cu：0.90～1.25％，Ti：0.06～0.12％，B：0.003～0.008％，Re：0.15～0.23％，S≤0.03％，P≤0.03％，余量为Fe。本发明专利技术的衬板通过控制材料中铬元素含量、Cr/C比例，提高了衬板的硬度；Mo、Cu、Ti贵金属元素的复合使用，也增强了奥氏体的稳定性，细化晶粒，提高了碳化物的高温稳定性和红硬性，使本发明专利技术衬板硬度进一步提高，耐磨性也相应提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐磨衬板
，具体涉及。
技术介绍
冶金矿山、水泥建材、电力、化肥、煤炭、化工等行业广泛使用破碎机破碎物料，其中衬板是破碎机中的主要消耗件，其质量既影响破碎机生产作业率，也影响物料破碎成本。常用的破碎机衬板材料主要有两大类，一类是奥氏体高锰钢，其韧性高，原始硬度低，使用过程中主要依靠奥氏体加工硬化来提高其硬度，在充分加工硬化后，其硬度由原始HB200提高到HB400-500，在高冲击载荷条件下使用取得很好的使用效果，但在中小冲击载荷条件下使用，奥氏体不能充分加工硬化，其耐磨性差。另一类是合金铸铁，其硬度高，韧性低，在无冲击载荷下使用效果好，但在有冲击载荷条件下使用易出现碎裂现象。目前，市面上的许多铸铁材料都会选择在单一的铬合金铸铁中加入钼、钨、铌、镍等贵金属元素，以提高材料的淬透性和淬硬性。CN101012526A公开了一种稀土多元微合金化高铬铸铁，该铸铁的化学成分按重量份计含有，碳1.0?3.5份、铬8.0?26.0份、镍0.5?4.5份、钼0.15?2.0份、铜0.5?2.0份、铝0.05?2.0份、钒0.03?0.3份、稀土 0.005?0.20份、硅< 0.5份、锰< 0.7份、硫< 0.05份、磷< 0.05份，余量为铁，该铸铁的化学成分按重量份还含有钛0.03?0.30份，还含有铌0.03?0.30份，还含有钨0.80?3.70份。采用该化学成分的铸铁进行后续的热处理，最高硬度可达59-64HRC，但是其无法同时满足高硬度和高冲击韧性的要求。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供，该衬板具有高硬度和高冲击韧性特点，通过控制材料中铬元素含量、Cr/C比例，提高了衬板的硬度；Mo、Cu、Ti贵金属元素的复合使用，也增强了奥氏体的稳定性，细化晶粒，提高了碳化物的高温稳定性和红硬性。( 二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现:—种矿山专用高硬度耐磨衬板及其制造方法，该衬板中各化学组分的重量百分比为: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%，余量为 Fe。优选的，所述矿山专用高硬度耐磨衬板中各化学组分的重量百分比为: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%，余量为 Fe。优选的，所述矿山专用高硬度耐磨衬板的制造方法，包括以下步骤:(1)熔炼:按照上述各化学成分重量配比，将原料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1570?1590°C，熔炼过程中取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内，在铁水出炉前3?5min，按每吨钢水0.2?0.3公斤加入锰铁和硅铁进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.6?0.8公斤纯铝进行终脱氧；(2)浇注:当铁液温度降至1450?1460°C时进行浇注，浇注铸型为砂型或金属型；(3)浇冒口切割:将上述成型衬板预热后热割、热刨；(4)热处理:将上述热刨后的成型衬板进行表面打磨处理，然后升温至950?1000°C时进行正火，待温度为900?950°C时进行淬火，淬火后保温1?2h，然后出炉空冷，在温度为190?220°C的条件下回火，回火后保温1?3h，即得到成品耐磨衬板。优选的，步骤(1)所述熔炼温度为1580?1590°C。本专利技术中各种化学元素的作用:碳(C):含碳量是决定铸铁衬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。但碳量过高会造成衬板的韧性差。故含碳量控制在2.15 ?2.80%。铬(Cr):铬含量主要决定碳化物类型并可提高耐腐蚀磨损性。铬和碳的含量应保证使合金中有一定量的以M7C3(Cr，Fe)7C3类型为主的碳化物，以获得高的耐磨性、硬度和冲击韧性。而高铬铸铁中碳化物类型、形态和分布主要由Cr/C决定:当Cr/C > 4时，共晶碳化物大多数呈M7C3型。但随着铬含量的提高，铁液的流动性降低，衬板冷裂倾向增大，韧性下降，衬板易破损，同时铬属于贵金属，过多的铬会增加生产成本，综合各种因素将铬含量控制在 11.21 ~ 14.56%o硅(Si)和锰(Μη):锰是稳定奥氏体的元素，使Ms点下降使残余奥氏体增加，但加入较多的锰易导致衬板表层剥落的疲劳磨损比率增加，故控制锰含量在0.52?0.76%范围内。适量的硅主要用于脱氧，因为过高的硅将导致韧性下阵，故将硅控制在0.50?0.82%范围内。钼(Mo)、铜(Cu)和钛(Ti):作用是显著提高淬透性，且具有较强的促进马氏体相变的作用。该类合金既可固溶于铁素体或奥氏体中，强化基体，提高基体的硬度，又可形成复杂碳化物，还能明显细化碳化物。因此加入微量的Mo、Cu和Ti合金元素能提高衬板的综合力学性能。硼(B):即可净化晶界，又有弥散强化作用，可细化组织，显著提高衬板的耐磨性會泛。稀土元素(Re):对铁水有净化、变质和促进合金化作用，能脱氧、除气、净化铁水，所生成氧化物可作为异质形核核心，细化基体晶粒组织，改善碳化物的形态与分布，含量控制在0.15?0.23%以内。硫⑶与磷⑵:为有害元紊，降低衬板的力学性能，含量均控制在0.03%以下为宜。(三)有益效果本专利技术在衬板中加入S1、Μη等元素，在脱氧的同时强化了衬板基体；本专利技术在衬板内加入Mo、Cu和Ti贵金属元素，通过贵金属元素的复合使用，增强了奥氏体的稳定性，细化晶粒，提高了碳化物的高温稳定性和红硬性，使本专利技术的衬板硬度进一步提高，耐磨性也相应提尚。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1:本实施例矿山专用高硬度耐磨衬板，该衬板中各化学组分的重量百分比为: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%，余量为 Fe。按照本实施例中各化学组分的重量百分比，制备方法包括以下步骤:(1)熔炼:按照上述各化学当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿山专用高硬度耐磨衬板及其制造方法，其特征在于，该衬板中各化学组分的重量百分比为：C：2.15～2.80％，，Cr：11.21～14.56％，Si：0.50～0.82％，Mn：0.52～0.76％，Mo：0.89～1.05％，Cu：0.90～1.25％，Ti：0.06～0.12％，B：0.003～0.008％，Re：0.15～0.23％，S≤0.03％，P≤0.03％，余量为Fe。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仰明，李和成，
申请(专利权)人：安徽省三方新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34