[发明专利]一种多元素低合金水淬耐磨钢

说明书

技术领域

本发明涉及多元素低合金耐磨钢，特别涉及专用于制造破碎机锤头、牙板、铲车铲齿的多元素低合金耐磨钢，具体为一种多元素低合金水淬耐磨钢——C30CrMn2SiMoTiV，该耐磨钢专用于制造破碎机锤头、牙板、铲车铲齿。

背景技术

破碎机锤头、牙板、铲车铲齿需要有高抗冲击性能和高耐磨性。目前破碎机锤头、牙板、铲车铲齿都用高锰钢制成。高锰钢具有抗冲击力强、硬度大等优点，但其耐磨性相对较差，特别是高锰钢锤头、牙板的破碎机破碎硬度相对较小的材料如煤矸石时，其锤头、牙板的报废率较高，造成破碎机使用成本高；而且高锰钢无磁性，因而其磨削下的粉粒不能磁选回收。如用高锰钢制成破碎机锤头、牙板，当破碎机用于粉碎耐火砖原材料时，锤头、牙板上磨削下的粉粒就混入了耐火砖原材料中，由于不能磁选回收，会影响耐火砖的性能及色泽。笼统地讲，多元素低合金耐磨钢是一种公知钢材，由于其成本相对较低，在某些领域得到广泛应用。在一些教科书、手册上对其成分、含量及热处理方法都有一定的说明。在教科书、手册上可以查到，所述的的多元素低合金耐磨钢通常可以包括C、Si、Mn、S、Cr、P、RE(稀土)、B、Ti、V、Mo等元素，每种元素的含量都给出了一个较宽的可选范围，但具体选择哪些元素、采用什么含量范围并且用什么热处理方法可使所得的多元素低合金耐磨钢达到破碎机锤头、牙板、铲车铲齿所需材料的性能要求，在教科书、手册或其它现有资料中无法得知，需要相当的探索、摸索过程，而且实践证明，以目前所述的多元素低合金耐磨钢制成的破碎机锤头、牙板、铲车铲齿确实无法满足所需的使用性能，尤其在抗冲击力和耐磨性方面。因此，虽然多元素低合金耐磨钢具有成本低、可磁选回收等优点，但目前未见用多元素低合金耐磨钢制成的破碎机锤头、牙板、铲车铲齿产品，也未见相关的文献道。

发明内容

本发明为了解决目前没有可实际使用的用于破碎机锤头、牙板、铲车铲齿的多元素低合金耐磨钢的问题，提供一种专用于破碎机锤头、牙板、铲车铲齿的多元素低合金水淬耐磨钢。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种多元素低合金水淬耐磨钢，包括如下重量百分比的元素：C 0.28-0.34％，Si 0.8-1.2％，Mn 1.2-1.7％，S≤0.035％，P≤0.035％，Cr 1-1.5％，Mo 0.25-0.35％，Ti 0.05-0.08％，V 0.1-0.12％；并进行如下热处理：加热至1000-1050℃并保温3小时，然后将温度降至850℃并保温2小时，水淬，再回火至150-200℃并保温3小时，然后自然冷却。本发明根据破碎机锤头、牙板、铲车铲齿对材料的要求，通过试验摸索出了适合于破碎机锤头、牙板、铲车铲齿的多元素低合金水淬耐磨钢应当包含的元素及其含量，并给出了热处理的技术参数。

本发明在大量实验的基础上，摸索出了一套精确的元素含量并辅以独特的热处理工艺，得出了一种专用于制造破碎机锤头、牙板、铲车铲齿的多元素低合金水淬耐磨钢。该多元素低合金水淬耐磨钢具有高抗冲击力和耐磨性，经测试该多元素低合金水淬耐磨钢的硬度(HRC)±55，冲击韧度±70J/cm²，屈服强度±1600Mpa，断裂韧度±1700Mpa，伸长率±3％。其性能指标满足作为破碎机锤头、牙板、铲车铲齿制造材料的指标要求，有些指标高于现有的高锰钢。用本发明所述的多元素低合金水淬耐磨钢制成的破碎机锤头、牙板在山西省阳煤集团二矿的破碎机上使用，粉碎各种材料，其寿命可达30天，而高锰钢制成的锤头、牙板只能使用7天；本发明所述的多元素低合金水淬耐磨钢16元/公斤，高锰钢10元/公斤，显然本发明所述的多元素低合金水淬耐磨钢制成的锤头、牙板的使用成本大大低于高锰钢。而且本发明所述的多元素低合金水淬耐磨钢具有磁性，其磨削下的粉粒能够磁选回收，不会影响相关产品(如耐火砖)的性能和色泽。

具体实施方式

一种多元素低合金水淬耐磨钢，包括如下重量百分比的元素：C0.28％(或0.34％或0.29％或0.30％或0.31％或0.32％或0.33％)，Si 1.2％(或0.8％或0.9％或1.0％或1.1％)，Mn 1.2％(或1.7％或1.3％或1.4％或1.5％或1.6％)，S≤0.035％，P≤0.035％，Cr 1.5％(或1％或1.2％或1.3％或1.4％)，Mo 0.25％(或0.26％或0.27％或0.28％或0.29％或0.30％或0.31％或0.32％或0.33％或0.34％或0.35％)，Ti 0.05％(或0.06％或0.07％或0.08％)，V 0.1-0.12％(或0.11％或0.12％)；并进行如下热处理：加热至1000℃(或1050℃或1010℃或1020℃或1030℃或1040℃)并保温3小时，然后将温度降至850℃并保温2小时，水淬，再回火至200℃(或150℃或160℃或170℃或180℃或190℃)并保温3小时，然后自然冷却。具体冶炼时，通常采用回收的废钢材(低碳钢)作为原料，所选择的原料(如废钢材)的含C量、含S量、含P量要低于本发明所要求的含量，低碳钢中会含有一定量的Si和Mn，低碳钢冶炼熔化后其Si和Mn的含量都低于本发明所要求的含量，通过添加硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钛铁、钒铁来分别调节多元素低合金水淬耐磨钢中的各元素含量，炼钢领域的技术人员可容易地通过化验、计算等技术手段调节各元素的含量而达到所需的要求。元素含量合格的钢液浇铸成型为锤头、牙板、铲齿，对成型后的锤头、牙板、铲齿按上述的技术参数进行热处理而得到所需产品。