[发明专利]耐磨钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨钢及其制造方法，具体地讲，本发明涉及一种挖掘机刀刃用钢及其制造方法。

背景技术

挖掘机刀刃用钢工作环境非常恶劣，刀刃直接与物料发生激烈碰撞与摩擦。鉴于挖掘机刀刃使用的特殊性，对钢材强度指标、耐磨性指标要求越来越高。现有技术中，一般采用NM360、NM400等高强耐磨钢等钢种作为工程机械挖掘机刀刃用钢，此类产品由于加入合金较多，成本偏高，而且调质时不同程度地存在焊接开裂、产品板形差等问题。

公布号为CN1544682A的中国专利文献公开了一种用料为1E921的挖掘机刀刃用钢，该挖掘机刀刃用钢化学成分按重量百分比计包含：0.15～0.20%的C、0.15～0.35%的Si、0.95～1.30%的Mn、0.0005～0.003%的B、不超过0.035%的P、不超过0.04%的S、0.40～0.65%的Cr、0.25～0.35%的Mo。该钢种虽然强度高、韧性好、耐磨性及可焊接性好，但是由于其含有较高含量的Cr、Mo等昂贵合金元素，使生产成本较高。

公布号为CN1844434A的中国专利文献公开了一种装载机挖掘机刀刃用钢及其生产方法，该挖掘机刀刃用钢化学成分按重量百分比计包含：0.21～0.25%的C、0.70～0.90%的Si、1.50～1.85%的Mn、0.0005～0.0030%的B、0.01～0.08%的Ti、不超过0.020%的P、不超过0.015%的S。该钢种成本较低，但是锰含量偏高，带状组织不好控制。

因此，在现有的挖掘机刀刃用钢的生产技术中，应采取低合金化路线以降低生产成本。然而现有技术中通常提高钢中锰含量来提高钢的强度和韧性，但具有高锰含量的钢中带状组织不易于控制，降低了钢的塑性和冲击韧性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题中的一个或多个技术问题，提供了一种耐磨钢及其制造方法。

根据本发明的耐磨钢按重量百分比计包含0.26～0.31%的C、0.15～0.35%的Si、1.10～1.45%的Mn、0.015～0.055%的Als、0.018～0.050%的Ti、0.30～0.60%的Cr、0.0005～0.0035%的B、0.0020～0.0040%的Ca、不超过0.030%的P以及不超过0.025%的S，余量为Fe和不可避免的杂质，耐磨钢中各元素的含量均为重量百分比含量。

根据本发明的示例性实施例，所述耐磨钢可以为挖掘机刀刃用钢。

根据本发明的耐磨钢的制造方法包括以下步骤：（a）铁水预处理；（b）在铁水的S含量不超过0.015%，铁水温度不小于1280℃时，采用转炉初炼钢水；（c）在钢水中P含量不超过0.020%时，向钢包出钢；（d）在钢包出钢过程中，调整钢水Si含量为0.15～0.35%，Mn含量为1.10～1.45%，Cr含量为0.30～0.60%；（e）在钢包精炼炉中控制钢水Als含量为0.015～0.055%，并调整C含量为0.26～0.31%；（f）对钢水进行循环真空脱气处理；（g）钢水经循环真空脱气处理后，调整钢水的Ti含量为0.018～0.050%，B含量为0.0005～0.0035%，Ca含量为0.0020～0.0040%，从而得到耐磨钢；所述耐磨钢包含0.26～0.31%的C、0.15～0.35%的Si、1.10～1.45%的Mn、0.015～0.055%的Als、0.018～0.050%的Ti、0.30～0.60%的Cr、0.0005～0.0035%的B、0.0020～0.0040%的Ca、不超过0.030%的P以及不超过0.025%的S，余量为Fe和不可避免的杂质，耐磨钢中各元素的含量均为重量百分比含量。

根据本发明的示例性实施例，在步骤（d）中可采用硅锰来控制钢水的Si含量，可采用铬铁来控制钢水的Cr含量，可采用高锰和硅锰中的至少一种来控制钢水的Mn含量。

根据本发明的示例性实施例，步骤（e）还可包括在LF精炼装置中对钢水的成分进行微调。

根据本发明的示例性实施例，在步骤（e）中可向钢水喂入铝线来控制钢水的Al含量，可向钢水加入碳来控制钢水的C含量。

根据本发明的示例性实施例，步骤（f）可包括在RH真空装置中对钢水进行循环真空脱气处理，真空脱气处理时间可不小于12min。

根据本发明的示例性实施例，在步骤（g）中可通过向钢水加入钛来调整钢水的Ti含量，可向钢水中喂入硼线来调整钢水中的B含量，可向钢水中喂入钙铁线来调整钢水的Ca含量。