本发明专利技术公开了一种用于采矿机械装置的高强度合金及其生产方法，该高强度合金按照质量百分比的成分为碳3‑4％，钨0.5‑20％，钒0.4‑2.0％，锌4‑16％，钼0.8‑2.5％，锆0.2‑2％，铬20‑28％，铌0.05‑6％，硅0.2‑2％，磷≤0.1％，余量为铁。按照上述质量百分数，称取原料；经过熔炼、精炼、铸造、时效处理等步骤即得。本发明专利技术制得的合金室温抗拉强度为1050‑1550MPa，屈服强度为1010‑1500MPa，维氏硬度400‑510，洛氏硬度30‑40。本发明专利技术所用原材料易于获得，成本低，性价比高，工艺简单，易操作，可明显改善合金强度低的问题，易于大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械材料
，具体是一种用于采矿机械装置的高强度合金及其生产方法。
技术介绍
合金，是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。目前，商业上大量应用的钨系合金经变形并热处理后最高强度也不超过1000MPa，这样强度的合金材料还难以满足高性能结构材料的要求，因此，其大量应用于承载结构件受到限制，特别是在采矿领域使用的装置对合金强度的要求比较高。为提高合金材料的耐热性和强韧性，科研工作者开展了大量研究工作。要想提高合金材料的强度可以通过添加颗粒或纤维增强相，也可以通过强烈塑形变形或粉末冶金等复杂的制备方法。但上述两种方法均无法制备大尺寸合金材料结构件，因此其应用受到限制。添加合金元素强化合金材料是提高合金材料强度的一种简单有效且经济实用的方法，目前在高强合金材料开发过程中通过添加大量的合金元素来提高强度使用的最为普遍。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种性价比高、工艺简单、易操作的用于采矿机械装置的高强度合金及其生产方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分为碳3-4％，钨0.5-20％，钒0.4-2.0％，锌4-16％，钼0.8-2.5％，锆0.2-2％，铬20-28％，铌0.05-6％，硅0.2-2％，磷≤0.1％，余量为铁。作为本专利技术进一步的方案：所述用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分为：碳3.1-3.4％，钨1.0-15.0％，钒0.5-1.0％，锌5.0％-13.0％，钼1.0-1.4％，锆0.4-1.0％，铬23-26％，铌0.1-5.0％，硅0.6-1.0％，磷≤0.06％，余量为铁。作为本专利技术进一步的方案：所述用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分为：碳3.2％，钨2.0％，钒0.7％，锌8.0％，钼1.2％，锆0.7％，铬25％，铌1.0％，硅0.8％，磷0.06％，余量为铁。所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括以下步骤：1)称料：按照上述质量百分数，称取原料；2)熔炼：将步骤1)所得原料中的碳、钨、锌、钼、硅、磷、铁加入熔炼炉，进行熔炼并不断搅拌，熔炼温度为780-850℃，熔炼40-60min后再加入钒、锆、铬、铌，然后升温至1000-1200℃继续熔炼2-4h并不断搅拌；3)精炼：往步骤2)熔炼得到的混合料中加入混合料质量的0.1-0.25％的精炼剂，进行精炼并缓慢均匀搅拌，精炼温度为850-900℃，精炼时间为15-30min；4)铸造：待步骤3)反应结束后，扒去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置10-20min后，进行铸造成型；5)时效处理：在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至350-400℃保温3-4h，然后以20-40℃/h速率降温至250-300℃，保温3-4h，空冷至室温即得。作为本专利技术进一步的方案：步骤2)中将原料中的碳、钨、锌、钼、硅、磷、铁加入熔炼炉，进行熔炼并不断搅拌，熔炼温度为800-830℃，熔炼40-60min后再加入钒、锆、铬、铌，然后升温至1050-1150℃继续熔炼2-4h并不断搅拌。作为本专利技术进一步的方案：步骤5)中对铸造件进行空冷至360-390℃。作为本专利技术进一步的方案：步骤5)中以25-35℃/h速率降温至250-300℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术制得的合金室温抗拉强度为1050-1550MPa，屈服强度为1010-1500MPa，维氏硬度400-510，洛氏硬度30-40。本专利技术所用原材料易于获得，成本低，性价比高，工艺简单，易操作，可明显改善采矿机械装置用合金强度低的问题，易于大规模生产。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅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做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本专利技术实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分为：碳3％，钨0.5％，钒0.4％，锌4％，钼0.8％，锆0.2％，铬20％，铌0.05％，硅0.2％，磷0.1％，余量为铁。所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括以下步骤：1)称料：按照上述质量百分数，称取原料。2)熔炼：将步骤1)所得原料中的碳、钨、锌、钼、硅、磷、铁加入熔炼炉，进行熔炼并不断搅拌，熔炼温度为780℃，熔炼40min后再加入钒、锆、铬、铌，然后升温至1000℃继续熔炼2h并不断搅拌。3)精炼：往步骤2)熔炼得到的混合料中加入混合料质量的0.1％的精炼剂，进行精炼并缓慢均匀搅拌，精炼温度为850℃，精炼时间为15min。4)铸造：待步骤3)反应结束后，扒去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置10min后，进行铸造成型。5)时效处理：在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至350℃保温3h，然后以20℃/h速率降温至250℃，保温3h，空冷至室温即得。实施例2本专利技术实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分为：碳4％，钨20％，钒2.0％，锌16％，钼2.5％，锆2％，铬28％，铌6％，硅2％，磷0.1％，余量为铁。所述用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，包括以下步骤：1)称料：按照上述质量百分数，称取原料。2)熔炼：将步骤1)所得原料中的碳、钨、锌、钼、硅、磷、铁加入熔炼炉，进行熔炼并不断搅拌，熔炼温度为850℃，熔炼60min后再加入钒、锆铬、铌，然后升温至1200℃继续熔炼4h并不断搅拌。3)精炼：往步骤2)熔炼得到的混合料中加入混合料质量的0.25％的精炼剂，进行精炼并缓慢均匀搅拌，精炼温度为900℃，精炼时间为30min。4)铸造：待步骤3)反应结束后，扒去金属液表面的浮渣，接着将金属液静置20min后，进行铸造成型。5)时效处理：在铸造成型完成后，对铸造件进行空冷至400℃保温4h，然后以40℃/h速率降温至300℃，保温4h，空冷至室温即得。实施例3本专利技术实施例中，一种用于采矿机械装置的高强度合金，按照质量百分比的成分为：碳3.1％，钨1.0％，钒0.5％，锌5.0％，钼1.0％，锆0.4％，铬23％，铌0.1％，硅0.6％，磷0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于采矿机械装置的高强度合金，其特征在于，按照质量百分比的成分为：碳3‑4％，钨0.5‑20％，钒0.4‑2.0％，锌4‑16％，钼0.8‑2.5％，锆0.2‑2％，铬20‑28％，铌0.05‑6％，硅0.2‑2％，磷≤0.1％，余量为铁。
【技术特征摘要】
1.一种用于采矿机械装置的高强度合金，其特征在于，按照质量百分比的成分为：碳
3-4％，钨0.5-20％，钒0.4-2.0％，锌4-16％，钼0.8-2.5％，锆0.2-2％，铬20-28％，铌0.05-6％，
硅0.2-2％，磷≤0.1％，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的用于采矿机械装置的高强度合金，其特征在于，按照质量百
分比的成分为：碳3.1-3.4％，钨1.0-15.0％，钒0.5-1.0％，锌5.0％-13.0％，钼1.0-1.4％，锆
0.4-1.0％，铬23-26％，铌0.1-5.0％，硅0.6-1.0％，磷≤0.06％，余量为铁。
3.根据权利要求2所述的用于采矿机械装置的高强度合金，其特征在于，按照质量百
分比的成分为：碳3.2％，钨2.0％，钒0.7％，锌8.0％，钼1.2％，锆0.7％，铬25％，铌1.0％，
硅0.8％，磷0.06％，余量为铁。
4.一种如权利要求1-3任一所述的用于采矿机械装置的高强度合金的生产方法，其特
征在于，包括以下步骤：
1)称料：按照上述质量百分数，称取原料；
2)熔炼：将步骤1)所得原料中的碳、钨、锌、钼、硅、磷、铁加入熔炼炉，进行熔
炼并不断搅拌，熔炼温度为780-850℃，熔炼40-60min后再加入钒、锆...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑾玮，
申请(专利权)人：桐乡市搏腾贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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