一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，涉及冶金技术领域。本发明专利技术包括以下步骤：S1：通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化，得到各组分的纳米级粉末；S2：将铬、铁粉末按比例混合后进行熔融，熔化成铁水；S3：将硅、硼、稀有金属粉末加入至液相中进行熔融；S4：在出钢前将铝镁合金加入液相中进行熔融。本发明专利技术通过高能球磨法将各组分细化成纳米级粉末，使得制得的高铬合金的晶粒更加细小，高铬合金具有更高的硬度、致密度及机械性能，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，使得高铬合金表面的硬度大幅度提高，耐磨性得到明显改善，通过掺加铝镁合金和稀有金属，可改善高铬合金的整体性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法


[0001]本专利技术属于冶金
，特别是涉及一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法。

技术介绍

[0002]高铬合金钢普遍具有高硬度和高耐磨性，轴承用钢和研磨球用钢常使用高铬合金钢作为原材料，高铬合金广泛应用于水泥建材、金属矿山、煤浆火电、化学工程、陶瓷涂料、轻工造纸、磁性材料等行业的粉体制备与超细深加工，产品硬度高，磨耗低，韧性好，破碎少，但是现有的高铬合金机械性能不够理想，高铬合金表面的耐磨性不够，且整体硬度较低，本专利技术通过采用铝镁合金、铬及多种稀有金属作为原料，生产高性能耐磨、高强度材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化成纳米级粉末，使得制得的高铬合金的晶粒更加细小，高铬合金具有更高的硬度、致密度及机械性能，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，使得高铬合金表面的硬度大幅度提高，耐磨性得到明显改善，通过掺加铝镁合金和稀有金属，可改善高铬合金的整体性能，解决了现有的高铬合金机械性能不够理想的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术为一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，包括以下步骤：
[0006]S1：通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化，得到各组分的纳米级粉末；
[0007]S2：将铬、铁粉末按比例混合后进行熔融，熔化成铁水，然后取样分析化学成分，根据检测结果调整含碳量；
[0008]S3：将硅、硼、稀有金属粉末加入至液相中进行熔融；
[0009]S4：在出钢前将铝镁合金加入液相中进行熔融；
[0010]S5：熔融完成后，将出炉的合金液体倒入模具中，铸造成型；
[0011]S6：将铸造成型的工件进行退火，退火完成后，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，进行表面改性处理，然后对工件依次进行淬火、回火热处理工艺，回火可降低工件残余应力和脆性，并保持其淬火得到的高硬度和耐磨性，待工件空冷至室温后，最后进行精修并检测成品，得到高铬合金。
[0012]进一步地，所述高铬合金由以下质量份数的成分组成：铝镁合金10-15份、稀有金属8-10份、铬25-30份、硅3-5份、硼1-3份以及铁余量。
[0013]进一步地，所述稀有金属包括锰、镍、钼、钨、钒，钛和铌，所述稀有金属中锰、镍、钼、钨、钒、钛和铌的质量份数如下：锰5-8份、镍20-25份、钼15-18份、钨18-20份、钒10-12
份、钛8-10份和铌10-12份。
[0014]进一步地，所述S3中硅、硼、稀有金属粉末的加入顺序如下：
[0015]硅：当炉内化学成分调整好后，温度适当，加入硅，加入以后在10-25min之内出钢；
[0016]硼：在临出钢时加入，加硼前向钢中配加适量的铝和钛；
[0017]锰：在造还原渣的同时加入；
[0018]钒：在还原期加入；
[0019]钼：在还原期初期加入；
[0020]铌：在还原期的初期加入，加入20min以后出钢；
[0021]钨：在还原期的初期加入；
[0022]钛：在出钢5-15min前加入。
[0023]进一步地，所述S6中退火工艺的步骤为：
[0024]a、将需要处理的工件毛坯在室温下装入热处理炉内，然后将炉以120-150℃/h的温升速度升温至950℃并保温4h；
[0025]b、然后将炉温自然降至700～720℃，并在此温度保温4-6h后停炉；
[0026]c、然后随炉冷却至400℃左右，打开炉门继续冷却至300℃以下，工件即可出炉空冷，置于静止的空气中冷却至室温。
[0027]进一步地，所述S6中淬火工艺的步骤为：
[0028]a、将机械研磨后的工件室温装炉，以60-80℃/h的温升速度将炉温升至400℃，保温0.5h，然后再以60-80℃/h的温升速度将炉温升至600℃，保温0.5h；
[0029]b、再以120-150℃/h的温升速度将炉温升至淬火温度950-980℃后进行保温，保温时间为2-4h；
[0030]c、然后将工件快速出炉进行空冷至室温。
[0031]进一步地，所述S6中回火工艺的步骤为：
[0032]a、将工件在室温状态下装炉，以60-80℃/h的温升速度将炉升温至230-260℃，保温3-4h；
[0033]b、然后将工件取出进行空冷至室温。
[0034]本专利技术具有以下有益效果：
[0035]1、本专利技术通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化成纳米级粉末，使得制得的高铬合金的晶粒更加细小，被碎化的细小铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼粒子均匀分布在铁基体中，高铬合金具有更高的硬度、致密度及机械性能。
[0036]2、本专利技术在退火完成后，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，对合金进行表面改性处理，通过改善材料的表层结构提高材料的整体性能，使得高铬合金表面的硬度大幅度提高，耐磨性得到明显改善。
[0037]3、本专利技术通过掺加铝镁合金和稀有金属，可改善高铬合金的整体性能，硅可显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，提高钢的耐腐蚀性，锰能提高钢的淬透性，铬可提高钢的强度、硬度、高温机械性能，使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性，阻止石墨化，提高淬透性，镍可提高钢的强度、低温韧性，改善钢的加工性和可焊性，提高钢的抗腐蚀能力，钼可提高钢热强性，提高钢的淬透性，钨可提高钢的强度、抗氢性能，使钢具有热硬性，钒可以细化钢的组织和晶粒，提高晶粒粗话温度，显著提高改善钢铁的性能，可加大钢的强度、
韧性、抗腐蚀能力、耐磨能力和承受冲击负荷的能力等，钛能显著细化晶粒，钛对钢具有弥散强化作用，通过加钛可大大改善钢材韧性的各向异性，加钛可提高钢材耐腐蚀性、改善钢材抗氢诱导裂纹的能力，铌能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性，有极好的抗氢性能，提高钢的热强性，硼可提高钢的淬透性，提高钢的高温强度，镁铝合金可改善钢在低温时的韧性，降低钢的脆性转变温度，提高钢的抗氧化性能。
[0038]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
[0039]下面将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。
[0040]实施例1
[0041]一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，包括以下步骤：
[0042]S1：通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化，得到各组分的纳米级粉末；
[0043]S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：通过高能球磨法将铝镁合金、稀有金属、铬、硅、硼以及铁细化，得到各组分的纳米级粉末；S2：将铬、铁粉末按比例混合后进行熔融，熔化成铁水，然后取样分析化学成分，根据检测结果调整含碳量；S3：将硅、硼、稀有金属粉末加入至液相中进行熔融；S4：在出钢前将铝镁合金加入液相中进行熔融；S5：熔融完成后，将出炉的合金液体倒入模具中，铸造成型；S6：将铸造成型的工件进行退火，退火完成后，采用机械研磨法在合金表面制备出纳米晶层，进行表面改性处理，然后对工件依次进行淬火、回火热处理工艺，待工件空冷至室温后，最后进行精修并检测成品，得到高铬合金。2.根据权利要求1所述的一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，其特征在于，所述高铬合金由以下质量份数的成分组成：铝镁合金10-15份、稀有金属8-10份、铬25-30份、硅3-5份、硼1-3份以及铁余量。3.根据权利要求1所述的一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，其特征在于，所述稀有金属包括锰、镍、钼、钨、钒，钛和铌，所述稀有金属中锰、镍、钼、钨、钒、钛和铌的质量份数如下：锰5-8份、镍20-25份、钼15-18份、钨18-20份、钒10-12份、钛8-10份和铌10-12份。4.根据权利要求1所述的一种掺比铝镁合金及多种稀有金属生产高铬合金的方法，其特征在于，所述S3中硅、硼、稀有金属粉末的加入顺序如下：硅：当炉内化学成分调整好后，温度适当，加入硅，加入以后在10-25min...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振波，淳云美，陈山河，孟令南，
申请(专利权)人：宁夏博德凯耐磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：