[发明专利]一种高锰钢耐磨衬板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，具体涉及一种高锰钢耐磨衬板及其制备方法。

背景技术

耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。

耐磨材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，耐磨材料约占85％。随着信息社会的到来，特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。

耐磨衬板，是指耐磨钢板通过切割、卷板变形、打孔和焊接等生产工艺加工而成各种耐磨衬板，如输送机衬板、给煤机底板/旋风分离器倒锥和衬板、耐磨叶片等，耐磨寿命可比普通钢板提高15倍以上。

高锰钢(high manganese steel)是指含锰量在10％以上的合金钢。

在中国专利申请号：201310051686中公开了一种耐磨衬板及其制备方法，耐磨衬板的组成元素及质量百分比为：C：0.25％-0.30％，Mn：0.70％-0.90％，Si：0.30％-0.60％，Cr：0.8％-1.10％，Mo：0.15％-0.25％，Al：0.015％-0.050％，Zr：0.025％-0.050％，Cu≤0.50％，Nb≤0.020％，Sn≤0.020％，余量为Fe以及不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：S1、原料配制：按照耐磨衬板的组成元素及质量百分比配制原料；S2、铸造：将上述配制好的原料进行冶炼、浇注成型，得到成型衬板；S3、浇冒口切割：将上述成型衬板预热后热割、热刨；S4、热处理：将上述热刨后的成型衬板进行表面打磨处理，然后升温至950～1000℃时进行正火，待温度为900～950℃时进行淬火，淬火后保温，然后出炉空冷，在温度为190～220℃的条件下回火，回火后保温，即得到成品耐磨衬板。该技术方案中的组分仍需进一步改进以提高其使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高锰钢耐磨衬板及其制备方法，该技术方案具有寿命长、硬度高、冲击韧性好等优点。

为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种高锰钢耐磨衬板，各成分及其重量百分比为：C：1.1-1.3％、Mn：12-15％、Si：0.4-0.8％、Cr：1.8-2.6％、Al：0.016-0.04％、P≤0.014％、Re：0.02-0.1％，Ti：0.06-0.16％，Nb：0.028-0.04％，Mo:0.1-0.15％；余量为Fe。

优选的，各成分及其重量百分比为：C：1.15-1.3％、Mn：13-15％、Si：0.5-0.8％、Cr：2.0-2.6％、Al：0.018-0.03％、P≤0.014％、Re：0.04-0.1％，Ti：0.08-0.16％，Nb：0.028-0.04％，Mo:0.11-0.15％；余量为Fe。

优选的，各成分及其重量百分比为：C：1.2％、Mn：14％、Si：0.6％、Cr：2.2％、Mn：1.8％、Al：0.02％、P：0.012％、Re：0.06％，Ti：0.1％，Nb：0.032％，Mo:0.12％；余量为Fe。

优选的，各成分及其重量百分比为：C：1.22％、Mn：14.5％、Si：0.7％、Cr：2.4％、Al：0.024％、P：0.008％、Re：0.08％，Ti：0.12％，Nb：0.034％，Mo:0.13％；余量为Fe。

所述高锰钢耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料熔炼，温度为1580—1640℃；

(2)变质处理，加入Nb铁、Ti铁及Re；

(3)浇注，温度为1400—1430℃；

(4)热处理，先在860—900℃保温1.4—1.8h，再在600—630℃保温2.6—3.2h，最后在1000—1100℃保温1.8—2h。

优选的，在出钢前12—18min加入Nb铁、Ti铁及Re。

优选的，在步骤(1)中分2—4次加入锰钢；防止锰冻结。

C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高综合性能。

Si促使碳化物析出。