一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料及其制备方法技术

一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.6-0.8、硅0.4-0.6、锰0.1-0.3、钼1.3-1.5、钨0.5-0.8、硼0.003-0.005、铬0.06-0.08、Ni3.0-3.5、Cu1.2-1.5、Al0.05-0.08、Co0.05-0.08、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明专利技术通过使用稀土元素和其他原料组合，合理设置配比和生产工艺，合理设置投放次序，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，高耐磨性、高硬度、高强度、耐冲击、热强高、红硬性好的特点，可以用于各种材质的表面硬化；通过加入精炼剂，气孔度降低1-2度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料制备领域，尤其涉及。
技术介绍
合金钢的发展已经有100多年的历史了，到目前为止，多种多样的合金钢在工业上被应用，主要有以下类型:调质钢、弹簧钢、工具钢、高速钢、模具钢、高中低碳合金钢等，目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该合金材料具有高耐磨性、高硬度、高强度、耐冲击、热强高、红硬性好的特点。本专利技术的技术方案如下: 一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.6-0.8、硅0.4-0.6、锰0.1-0.3、钥1.3-1.5、钨0.5-0.8、硼 0.003-0.005、铬 0.06-0.08、Ni3.0-3.5、Cul.2-1.5、A10.05-0.08、Co0.05-0.08、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。所述的耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料的生产方法，其特征在于: (1)、将生铁与废铁按3:1比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等； (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)硅、铬、Ni;(2)钥、Al、硼；(3)钨、锰；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为13-15分钟，投料后搅拌均匀。所述的铸后热处理是:先由室温以170_200°C /小时速率升温至925_945°C，保温3-4小时；再以130-150°C /小时速率降温至640-650°C，保温50-70分钟；再以100-120°C /小时速率降温至330-350°C，保温2-3小时；再以140_160°C /小时速率升温至530_560°C，保温2-3小时，取出空冷即得。所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:工具钢粉3-4、粘土 10-12、石灰石3-4、海泡石2-3、氟硅酸钠2-3、硝酸钠1-2、蛭石5-6、碳化硅9_11、钛白粉2_3、莹石6_8、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2 ;制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态并搅拌均匀去渣，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8_15Mpa下压制成坯，然后，在900-950°C下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。本专利技术的有益效果本专利技术通过使用钨、钥等原料组合，合理设置配比和生产工艺，合理设置投放次序，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，高耐磨性、高硬度、高强度、耐冲击、热强高、红硬性好的特点，可以用于各种材质的表面硬化；并使用部分废铁作为原料，使合金的质量稳定均一。本专利技术精炼剂用于铸造生产，明显提高成品率，特别是铸件中的气孔度降低1-2度，得到有效的控制，不会在铸件表面产生气孔，夹杂氧化物也明显降低，氧化夹杂物在2级左右。【具体实施方式】一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳 0.6-0.8、硅 0.4-0.6、锰 0.1-0.3、钥 1.3-1.5、钨 0.5-0.8、硼 0.003-0.005、铬0.06-0.08、Ni3.0-3.5、Cul.2-1.5、A10.05-0.08、Co0.05-0.08、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量为铁。所述的耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料的生产方法，其特征在于: (1)、将生铁与废铁按3:1比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等； (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)硅、铬、Ni;(2)钥、Al、硼；(3)钨、锰；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为14分钟，投料后搅拌均匀。所述的铸后热处理是:先由室温以1801:/小时速率升温至9351:，保温3.6小时；再以140°C /小时速率降温至645°C，保温60分钟；再以110°C /小时速率降温至340°C，保温2.5小时；再以150°C /小时速率升温至550°C，保温2.5小时，取出空冷即得。所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:工具钢粉4、粘土 10、石灰石3、海泡石2、氟硅酸钠2、硝酸钠2、蛭石5、碳化硅9、钛白粉2、莹石8、氢氧化铝8、玉石粉3、蒙脱石2 ;制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态并搅拌均匀去渣，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量2%的硅烷偶联剂KH-550、1%的纳米碳粉，混合均匀后，在12-15Mpa下压制成坯，然后，在900-950 V下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。本专利技术耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料的机械性能为:拉伸强度1108MPa，屈服强度809MPa，延伸率15 %， 断面收缩率25 %，冲击吸收功53J，冲击韧性63/cm2,硬度 295HB。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.6?0.8、硅0.4?0.6、锰0.1?0.3、钼1.3?1.5、钨0.5?0.8、硼0.003?0.005、铬0.06?0.08、Ni3.0?3.5、Cu1.2?1.5、Al0.05?0.08、Co0.05?0.08、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.6-0.8、硅0.4-0.6、锰0.1-0.3、钥1.3-1.5、钨0.5-0.8、硼 0.003-0.005、铬 0.06-0.08、Ni3.0-3.5、Cul.2-1.5、A10.05-0.08、Co0.05-0.08、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。2.根据权利要求1所述的耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料的生产方法，其特征在于: (1)、将生铁与废铁按3:1比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等； (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)硅、铬、Ni;(2)钥、Al、硼；(3)钨、锰；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为13-15分钟，投料后搅拌均匀。3.根据权利要求2所述的耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料的生产方法，其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以170-200°C /小时速率升温至9...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩，
申请(专利权)人：芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：