[发明专利]一种耐磨高韧性钢材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐磨高韧性钢材料及其制备方法，属于特种钢材料制备技术领域。本发明首先通过特配钢水配方，初步增强刚材的韧性和力学强度，再用膨胀石墨作为模板，制备具有层间滑移减磨性能的碳化钨材料，将其作为抗磨填料，从而提高刚材的抗磨性和韧性，此外，本发明还用硅酸钠和盐酸对抗磨材料表面进一步改性，通过改性进一步提高刚材的抗磨性和韧性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种耐磨高韧性钢材料及其制备方法，属于特种钢材料制备技术领域。

背景技术

目前，随着世界上富矿资源储量日渐枯竭，而对其需求不断增加的情况下，贫矿经选矿加工成精矿的处理量日趋增多。同时，选矿业的发展，不断地朝着更加优化的加工流程演化，其明显的趋势是采用大型半自磨机流程，取代传统的中破、细破等中间流程，使流程简化，基础建设投资费用降低，生产成本降低，生产效率提高，成为国内外大型矿山的发展趋势。

衬板是用来保护筒体，使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦，同时也可利用不同形式的衬板来调整研磨体的运动状态，以增强研磨体对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。现有的耐磨铸钢衬板所使用的钢材料存在生产工艺复杂、使用寿命短和使用韧性差、耐磨性差的技术问题。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种耐磨高韧性钢材料及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种耐磨高韧性钢材料及其制备方法。

本发明的一种耐磨高韧性钢材料，是由抗磨填料和钢水混合后浇铸加工制得的；

所述钢水炼制所用原料按重量份数计，包括：

0.6～0.8份碳粉；

1.5～2.0份锰粉；

1.3～1.8份钴粉；

0.5～1.8份镍粉；

0.01～0.08份铝粉；

0.3～0.8份钇粉；

150～180份铁粉；

所述抗磨填料是由预处理石墨在一氧化碳和氢气混合气体保护下烧结制得的；

所述预处理石墨是由膨胀石墨和钨酸、氨水混合反应制得的；

所述膨胀石墨是由可膨胀石墨微波加热膨胀后制得的。

进一步的，所述抗磨填料还可以是改性抗磨填料；

所述改性抗磨填料是由抗磨填料经过硅酸钠和盐酸混合改性后制得的。

一种耐磨高韧性钢材料，具体制备步骤为：

将钢水和改性抗磨填料按质量比为10:1混合后浇铸进模具中，得到铸锭，将得到铸锭加热到1100～1150℃，保温1～2h进行匀质化，然后进行锻造，始锻温度为1050～1080℃，终锻温度为950～980℃，锻造结束后进行淬火和回火后即得耐磨高韧性钢材料。

进一步的，所述钢水的制备步骤为：

按重量份数计，称取0.6～0.8份碳粉、1.5～2.0份锰粉、1.3～1.8份钴粉、0.5～1.8份镍粉、0.01～0.08份铝粉、0.3～0.8份钇粉和150～180份铁粉混合后投入中频无芯感应电炉中在1600～1640℃下熔炼成钢水。通过添加钴粉和钇粉，提高钢基体的铸造细度，增加钢基体密实度，从而提高刚材力学强度；

进一步的，所述改性抗磨填料的制备步骤为：