一种斗轮机料斗耐磨衬板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种斗轮机料斗耐磨衬板，其特征在于，按照重量百分比计的组成成分为：碳0.5‑0.8%、锗0.1‑0.3%、锰1.5‑2.0%、锝0.05‑0.1%、铜0.2‑0.5%、锆0.4‑0.8%、钽0.05‑0.08%、钇0.01‑0.03%、钬0.02‑0.04%、硼化硅0.05‑0.1%、硫≤0.03%、磷≤0.03%、余量为铁。本发明专利技术还公开了所述斗轮机料斗耐磨衬板的制备方法。本发明专利技术公开的斗轮机料斗耐磨衬板具有较高的硬度、耐磨性和耐冲击韧性，较大的抗疲劳强度，能有效提高球磨效率的优点。

A kind of bucket wheel hopper wear-resistant liner and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种斗轮机料斗耐磨衬板及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及一种斗轮机料斗耐磨衬板及其制备方法。
技术介绍
斗轮堆取料机及混匀取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，由于它具有取料和堆料的双重功能，因此广泛应用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料存储料场的堆取作业，能极大的提高生产效率，如堆取矿石、煤、焦炭、砂石等。斗轮堆取料机及混匀取料机工作时，都是依靠轮体上的斗子直接作用于物料进行挖掘取料的，而斗子挖掘物料时，通过斗刃对物料的切削而使物料入斗。因此，料斗工作时，斗刃和衬板会与物料产生巨大的摩擦力，从而造成斗刃和衬板的磨损，引起料斗的损坏。目前国内的实际应用中，衬板材料的主流材质有高锰钢、高铬铸铁、中低合金钢。高锰钢韧性好，但是耐磨性和耐腐蚀性还不理想。高铬铸铁耐磨性好，但韧性又差，其中的碳化物和高碳马氏体脆性大，在有一定冲击的工况下，极易出现剥落断裂等现象，严重影响设备的正常运行。中低合金钢脆性和耐腐蚀性都不达标。申请公布号为CN104060178A的中国专利技术专利公开了一种球磨机衬板材料及制备方法，该专利公开的球磨机衬板材料，成分及质量百分比为：C0.25-2.0%，Cr10-25%，Si0.4-2.0%，Mn0.4-1.0%，Nb0.1-2.0%，W0.1-1.0%，P、S≤0.04%，Al0.01-0.04%，Ce0.2-0.3%，余量为Fe。该专利公开的球磨机衬板材料具有一定的冲击韧性，但是其硬度和淬透性仍有待进一步提高，且热处理工艺较复杂。申请公布号为CN101045972A的中国专利技术专利涉及一种衬板材质，C：0.45-0.55%、Si：1.6-2.0%、Mn：2.8-3.3%、P≤0.04%、S≤0.04%。通过控制热处理方法获得的贝氏体组织，但由于材质中含合金元素少，碳化物含量低，耐磨性有待进一步提高。因此，开发一种硬度高、耐磨性好、塑性和韧性优异，抗疲劳强度大的斗轮机料斗耐磨衬板显得非常有必要。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种斗轮机料斗耐磨衬板及其制备方法，该制备工艺简单，易操作，原料来源广泛，可明显节约能源，减少经济损失；制备得到的斗轮机料斗耐磨衬板具有较高的硬度、耐磨性和耐冲击韧性，较大的抗疲劳强度，能有效提高球磨效率的优点。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种斗轮机料斗耐磨衬板，其特征在于，按照重量百分比计的组成成分为：碳0.5-0.8%、锗0.1-0.3%、锰1.5-2.0%、锝0.05-0.1%、铜0.2-0.5%、锆0.4-0.8%、钽0.05-0.08%、钇0.01-0.03%、钬0.02-0.04%、硼化硅0.05-0.1%、硫≤0.03%、磷≤0.03%、余量为铁。进一步地，所述斗轮机料斗耐磨衬板的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：将碳、锗、锰、锝、铜、锆、钽、钇、钬、硼化硅、硫、磷按重量百分比进行配料，然后置于球磨机中进行球磨混料，得到混合料；步骤S2：将生铁与废钢作为铁质来源，将生铁加入感应电炉中加热熔化，再进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼，然后添加经过步骤S1制备得到的混合料进行合金化，再加入废钢熔化，加入精炼剂二次精炼，检测并调整各组分含量至合格，在1450-1650℃下保温3-5小时，得到合金液；步骤S3：将经过步骤S2制成的合金液倒入砂型铸模中浇注成型，浇注后的铸件冷却至850-1000℃，直接淬入油中，进行油冷淬火，得到铸造衬板；步骤S4：将铸造衬板装入热处理炉中进行热处理，得到成品。进一步地，步骤S1中所述球磨机的转速为180-220rpm，所述球磨时间为3-5小时。进一步地，所述生铁与废钢的质量比为1:(1-3)。进一步地，所述精炼剂由如下重量份的原料制成：氟铝酸铯3-6份、氯化钠1-3份、氯化铍0.5-1.5份、硫酸钙2-4份、硝酸镁1-2份、浮石1-2份、石墨烯0.3-0.6份、工具钢粉30-40份。进一步地，所述精炼剂的制备方法，包括如下步骤：将各原料混合均匀后，加热至熔融状态，然后浇注如纯净水中激冷，再压制成坯，做后经过煅烧、粉碎过筛后，得到所述精炼剂。优选地，所述压制成坯的压力为10-16MPa。优选地，所述煅烧具体为：在900-1000℃下煅烧3.5-5小时。优选地，所述过筛的目数为100-200目。进一步地，步骤S4中所述热处理的具体工艺为：先由室温以180-200℃/小时速度升温至480-520℃，保温40-60分钟；再以190-210℃/小时速度升温至680-700℃，保温15-25分钟；后以200-210℃/小时升温至940-960℃，保温1-2小时；后以170-180℃/小时速度降温至450-500℃，保温40-60分钟；再以160-170℃/小时速度降温至250-300℃，保温3.5-6.5小时；后随炉缓冷至150℃出炉得到最终衬板产品。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本专利技术提供的斗轮机料斗耐磨衬板，制备工艺简单，易操作，原料来源广泛，可明显节约能源，减少经济损失，反应条件温和，适合规模化生产。（2）本专利技术提供的斗轮机料斗耐磨衬板，克服了传统高锰钢材质耐磨衬板耐磨性和耐腐蚀性不理想，高铬铸铁材质耐磨衬板韧性差，其中的碳化物和高碳马氏体脆性大，在有一定冲击的工况下，极易出现剥落断裂等现象，严重影响设备的正常运行，中低合金钢材质耐磨衬板脆性和耐腐蚀性都不达标的缺陷，具有较高的硬度、耐磨性和耐冲击韧性，较大的抗疲劳强度，能有效提高球磨效率的优点。（3）本专利技术提供的斗轮机料斗耐磨衬板，加入硼化硅，与其他合金形成共晶液相，在铸造过程中，不仅能够抑制合金晶粒的长大，同时也起到了弥散强化的作用，从而能够较大程度地改善衬板材料的硬度和耐磨性，提高其冲击韧性；其与合金基体之间具有良好的润湿性，可有效避免铸造中易形成的气孔、微裂纹以及陶瓷相的沉积和团聚现象。（4）本专利技术提供的斗轮机料斗耐磨衬板，合理控制工艺录像，使得成品品质更稳定均一，综合性能更优异；能明显提高成品率，不会在铸件表面产生气孔，夹杂氧化物；使得衬板材料的内部缺陷得到有效消除，提高了衬板的耐磨性和耐疲劳强度，有利于提高生产效率；锗、锝、锆、钽、钇、钬等元素成分的加入，协同作用，能使得材料综合性能进一步提高，耐磨性得到较大程度地改善。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术实施例中使用到的原料均为商业购买。实施例1一种斗轮机料斗耐磨衬板，其特征在于，按照重量百分比计的组成成分为：碳0.5%、锗0.1%、锰1.5%、锝0.05%、铜0.2%、锆0.4%、钽0.05%、钇0.01%、钬0.02%、硼化硅0.05%、硫≤0.03%、磷≤0.03%、余量为铁。所述斗轮机料斗耐磨衬板的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：将碳、锗、锰、锝、铜、锆、钽、钇、钬、硼化硅、硫、磷按重量百分比进行配料，然后置于球磨机中进行球磨混料，得到混合料；所述球磨机的转速为180rpm，所述球磨时间为3小时；步骤S2：将生铁与废钢作为铁质来源，将生铁加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斗轮机料斗耐磨衬板，其特征在于，按照重量百分比计的组成成分为：碳0.5‑0.8%、锗0.1‑0.3%、锰1.5‑2.0%、锝0.05‑0.1%、铜0.2‑0.5%、锆0.4‑0.8%、钽0.05‑0.08%、钇0.01‑0.03%、钬0.02‑0.04%、硼化硅0.05‑0.1%、硫≤0.03%、磷≤0.03%、余量为铁。

【技术特征摘要】
1.一种斗轮机料斗耐磨衬板，其特征在于，按照重量百分比计的组成成分为：碳0.5-0.8%、锗0.1-0.3%、锰1.5-2.0%、锝0.05-0.1%、铜0.2-0.5%、锆0.4-0.8%、钽0.05-0.08%、钇0.01-0.03%、钬0.02-0.04%、硼化硅0.05-0.1%、硫≤0.03%、磷≤0.03%、余量为铁。2.一种斗轮机料斗耐磨衬板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：将碳、锗、锰、锝、铜、锆、钽、钇、钬、硼化硅、硫、磷按重量百分比进行配料，然后置于球磨机中进行球磨混料，得到混合料；步骤S2：将生铁与废钢作为铁质来源，将生铁加入感应电炉中加热熔化，再进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼，然后添加经过步骤S1制备得到的混合料进行合金化，再加入废钢熔化，加入精炼剂二次精炼，检测并调整各组分含量至合格，在1450-1650℃下保温3-5小时，得到合金液；步骤S3：将经过步骤S2制成的合金液倒入砂型铸模中浇注成型，浇注后的铸件冷却至850-1000℃，直接淬入油中，进行油冷淬火，得到铸造衬板；步骤S4：将铸造衬板装入热处理炉中进行热处理，得到成品。3.根据权利要求2所述的一种斗轮机料斗耐磨衬板的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述球磨机的转速为180-220rpm，所述球磨时间为3-5小时。4.根据权利要求2所述的一种斗轮机料斗耐磨衬板的制备方法，其特征在于，所述生铁与废钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜晓磊，罗向阳，
申请(专利权)人：湖南长重机器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43