[发明专利]一种超耐磨不锈钢材

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢材料，具体涉及了一种耐磨性能良好的不锈钢材。

背景技术

钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，其应用广泛、品种繁多，已经深入到人们日常生活中的方方面面。然而，在日常生活中使用的很多钢材在遇到潮湿天气（比如南方地区的回南天）时，很容易生锈；在工业生产中，当钢材部件相互之间存在接触并滑动摩擦时，磨损现象明显。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种通过添加合金元素、优化钢材组成结构从而具备良好耐磨性能的不锈钢材。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种超耐磨不锈钢材，包括钢材基体和碳化钨镀层；所述的钢材基体含有10～20%的铬、3～5%的钼、1～3%的钨、1～5%的锰、5～10%的镍、余量为铁及杂质；所述的碳化钨镀层覆盖钢材基体的表面，且碳化钨镀层的厚度为0.5～1mm。

进一步优选：所述的钢材基体含有15%的铬、4%的钼、2%的钨、3%的锰、8%的镍、余量为铁及杂质。

所述的杂质包括微量的碳、磷、硫。

本发明的超耐磨不锈钢材通过添加铬、钼、钨、镍等元素，优化了其钢材基体的合金配比，提高了其抗氧化、抗腐蚀、耐磨性能；在钢材基体表面镀有超耐磨的碳化钨镀层，进一步提高了其耐磨损性。

下面对本发明采用的一些组分元素的性能进行一些介绍：

铬（Cr），铬能够有效地提高钢材的淬火性和回火阻抗性，提高钢材的强度，并且铬还可以降低碳的活度，提高钢材的浸碳性，并形成微细碳化物，可降低加热、轧制和热处理过程中的钢材表面脱碳和石墨化倾向，提高韧性和耐磨损性；但是，铬含量过高时，反而大量形成铬的碳化物，恶化钢材的弹减性能和韧性。因此，在本发明中，控制不锈钢材中铬的含量为10～20%（重量百分比），最优含量为15%。

钼（Mo），钼是不锈钢不生锈、耐腐蚀的关键元素；因此，钼添加剂对不锈钢的性能有着很大的影响，把少量钼加到钢材之中，可使钢材具有非常优异的性能，可以大大增加钢材的耐磨性能，延长使用寿命。合金钢含钼可以提高钢材硬度、强度和韧性，并具良好的可焊性和抗腐蚀性能。当铸铁添加适量的钼后，将会大大提高抗拉、抗弯和抗疲劳强度，还会提高铸件结构的均匀性，这对大型铸件尤其显得重要，这些铸件广泛应用于汽车制造、压力管道和铸模等，加工工业里钼用得更广泛。利用热膨胀系数小，导热强、高强度好的钼或钼基合金，模具寿命大幅度延长；向铁、钢及其它金属中加入合金元素便可改善它们的性能，如淬火性、下的强度、耐腐蚀性与耐研磨性。但是钼的含量过高时，则恶化钢材的塑性、韧性和加工性能。因此，在本发明中，发明人控制了不锈钢材中钼的含量为3～5%（重量百分比），最优可选4%。

钨（W），钨的物理特征非常强，在合金里加入少量钨可以极大地增高合金的强度和耐磨性能。在本发明中，控制在合金钢中钨的含量为1%～3%，最优含量为2%。

镍（Ni），镍具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀，而且性坚韧，有磁性和良好的可塑性，焊接性能也好；在650～1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力，是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。在本发明中，控制在钢材中镍的含量为5%～10%，最优含量为8%。

本发明的超耐磨不锈钢材采用常规生产工艺即可，具体为：

（1）将原料进行初炼；（2）精炼；（3）冷却成型；（4）轧制；（5）淬火；（6）回火；（7）涂层，即得到超耐磨不锈钢材成品。

本发明的优点：

耐高温、耐磨性能高，使用寿命长。首先，本发明提出的技术方案在根本上解决钢材易磨损、易生锈的问题，在制备钢材的材料中增加钼矿、镍矿、钨矿等，使得不锈钢成品中含有合理配比的钼、钨、铬、镍等元素，大大增加不锈钢材的耐磨性能，延长其使用寿命。其次，在不锈钢材的表面镀有碳化钨镀层，即在结构上进一步改进，再次提升不锈钢材的耐磨性能，延长不锈钢材的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

一种超耐磨不锈钢材，包括钢材基体和碳化钨镀层；所述的钢材基体含有10%的铬、3%的钼、1%的钨、1%的锰、5%的镍、余量为铁及杂质；所述的碳化钨镀层覆盖钢材基体的表面，且碳化钨镀层的厚度为0.5mm。

所述的杂质包括微量的碳、磷、硫。

实施例2：