[发明专利]一种无碳化物贝氏体钢、采用该钢体的齿板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无碳化物贝氏体钢、采用该无碳化物贝氏体钢作为材料制备而成的齿辊式破碎机齿板及该齿辊式破碎机齿板的制备方法。

背景技术

典型贝氏体是由贝氏体铁素体和碳化物组成的非片层状组织；无碳化物贝氏体是一种新型贝氏体组织，组织由贝氏体铁素体（BF）和残余奥氏体（AR）组成，是贝氏体转变初期阶段产物，组织中无碳化物存在；与典型贝氏体组织相比，组织中的残余奥氏体取代了典型贝氏体中的碳化物，极大的改善了材料的冲击性能；该材料具有高强、高韧、抗磨、可焊等特点。

齿辊式破碎机具有结构紧凑，布置灵活，所占空间尺寸小，噪声低，结构简单，维修方便、生产率高、安全可靠等特点，广泛应用于冶金、煤炭、电力、建材、耐火材料等行业的中等硬度的物料破碎；齿辊式破碎机是利用两个耐磨合金齿辊相对旋转产生的剪切力和高挤压力来破碎物料，破碎物料时，物料进入两齿辊间隙的破碎腔，受到两齿辊相对旋转的挤压力和剪切力作用，在挤压、剪切作用下，将物料破碎成需要的粒度。齿板是齿辊式破碎机的主要磨损零件, 工作时直接与物料接触，受到物料产生的挤压力和磨料磨损，主要的失效形式有齿冠的变形、断裂和磨损，实际生产中齿板的消耗量很大。目前齿板的制造材料主要有高锰钢、中锰合金钢、马氏体组织的合金耐磨钢及高铬铸铁与碳钢的复合材料，实际使用效果均不是很理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中齿辊式破碎机的齿板易变形、断裂和磨损的问题，提供一种无碳化物贝氏体钢及其在齿辊式破碎机齿板中的应用，该无碳化物贝氏体钢具有高强、高韧、抗磨、可焊等特性，使齿辊式破碎机齿板的抗磨性及寿命得到大大提高。

本发明的另一目的是提供一种齿辊式破碎机齿板的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种无碳化物贝氏体钢，其化学成分及其重量配比为：C 0.3~0.4%、Si 1.0~2.0%、Mn 1.5~2.5%、Cr 0.8~1.4%、Mo 0.1~0.6%、Ni 0.8~1.6%、B 0.004~0.008%、Ti 0.2~0.5%、P≤0.015%，和S≤0.015%，余量为Fe和伴随的杂质。

上述贝氏体钢的化学成分及其重量配比为：C 0.3%、Si 1.0%、Mn 1.5%、Cr 0.8%、Mo 0.1%、Ni 0.8%、B 0.004%、Ti 0.2%、P≤0.015%，和S≤0.015%，余量为Fe和伴随的杂质。

上述贝氏体钢的化学成分及其重量配比为：C 0.35%、Si 1.5%、Mn 2.0%、Cr 1.2%、Mo 0.4%、Ni1.2%、B 0.006%、Ti 0.3%、P≤0.015%，和S≤0.015%，余量为Fe和伴随的杂质。

本发明采用的另一个技术方案如下：

一种采用上述无碳化物贝氏体钢作材料制备而成的齿辊式破碎机齿板，该齿板中各个组分的作用为：碳是低合金钢中重要的合金元素，主要对钢的硬度、耐磨性、综合性能（强度、塑性等）产生较大的影响，随着碳含量的增加，材料的硬度和强度增加，但塑韧性降低；硅可在一定范围提高钢的强度，增加钢的韧性，提高钢的回火抗力；锰、钼和硼均能提高钢的淬透性；铬能提高钢的淬透性和回火稳定性，镍能大幅度提高钢的韧性，钛能细化钢的组织。

上述齿辊式破碎机齿板的制备方法，包括以下步骤：

（1）消失模铸造工艺：采用EPS泡沫制备齿辊式破碎机齿板模型，涂挂耐火涂料并烘干后装箱，再在负压状态下烧壳成型； 

（2）再采用中频感应炉制备无碳化物贝氏体钢，具体过程为：将废钢熔化成钢液，炉前进行化学成分检测，再通过添加合金和纯金属调整钢液成分至其化学成分及重量配比为：C 0.3~0.4%、Si 1.0~2.0%、Mn 1.5~2.5%、Cr 0.8~1.4%、Mo 0.1~0.6%、Ni 0.8~1.6%、B 0.004~0.008%、Ti 0.2~0.5%、P≤0.015%、S≤0.015%及余量为Fe和伴随的杂质，再进行脱氧处理，出炉，制得；再将上述制得的无碳化物贝氏体钢振动浇注到步骤（1）经烧壳成型制得的模具中，即得齿辊式破碎机齿板铸件；其中，出炉温度为1650~1690℃，浇注温度为1550~1640℃；

（3）热处理工艺：将步骤（2）制得的铸件加热到950℃进行奥氏体化，再经空冷或风冷处理，最后在250℃下进行低温回火处理，即得齿辊式破碎机齿板。