[发明专利]一种高耐磨性能的新型锰钢

说明书

本发明属于合金材料，一种高耐磨性能的新型锰钢。

高锰钢是一种使用历史悠久的抗磨材料。由于它具有较高的冲击韧性和加工硬化特性，迄今仍被广泛用于制造矿山、建材机械的破碎、研磨和建筑工程机械的挖掘、松土及冶金设备的易磨损零件。由于磨损严重，其易磨损件的生产消耗量很大。为了进一步提高高锰钢的使用寿命，寻求适用于不同工况下的新钢种，近年来各国的研究人员在高锰钢的改型和再合金化方面进行了一系列的研究工作。欧洲专利EP-0141804Al中介绍，在高锰钢中加入（重量比）Cr：0-3%，Ni：0-4%，Mo：0-2.5%，Ti：0.05-0.09%，V：0-0.05%（Ti+V≈0.05%-0.14%），用来提高耐磨性。美国专利US4494988介绍，在Mn13中加入（重量比）Cr：4%-6%，Ni4%-6%和N的一定含量，其耐磨性也有所提高苏联专利SU850725介绍在高锰钢中加入（重量比）Cr：0.5%-2%，V：0.1%-0.5%，Ti0.2%-0.6%，Nb：0.1%-0.3%，N0.5-0.65%，也能提高其耐磨性能。

由此可见，为了提高高锰钢的耐磨性能，人们在高锰钢中加入了较多比较贵重稀缺的合金材料，大幅度提高了材料的成本，其性能价格比不合理。并且生产工艺也更加复杂。

本发明的目的是提供一种在高锰钢中加入我国富有的合金元素，利用简单的生产工艺，从而能获得耐磨性能良好的新型锰钢材料。

本发明是在高碳高锰钢中复合添加稀土、钼或钒、钛等合金材料。通过弥散处理，获得固溶强化了的奥氏体上弥散分布着球形第二相耐磨质点的金相组织。其组成的重量百分比是：C：0.8-1.6，Mn：8-15，Si：0.2-1.0，Mo（或V）：0.1-0.6，Ti0.05-0.6，RE0-0.06，S≤0.05，P≤0.1，余量为Fe及不可避免的杂质。铸件经弥散处理。

本发明的最佳配比的重量百分比是：C：1.0-1.3，Mn：9-12，Si：0.3-0.6，Mo（或V）：0.25-0.45，Ti：0.1-0.2，RE：0.02-0.04，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明所提供的新钢种，不仅在非强烈冲击工况下具有优良的耐磨性，而且在强烈冲击工况下同样具有优良的耐磨性能。其材料来源丰富，成本较低，生产工艺简单。是制造破碎机齿板、锤头、护板、轧臼壁、球磨机衬板、挖掘机斗齿、斗梁、斗壁等冶金矿山、建材、建筑工程设备中耐磨件的良好材料。

实施例：用表1编号1、2、3成分试制的250×500颚式破碎机活动齿板，铸件经过弥散处理，然后装机应用，能够破碎硬度为HV1800-2200的坚韧棕色刚玉。同机试验结果表明：成分编号为1的单磨量为2.75T/Kg，相对耐磨性为1，编号为2、3的单磨量分别为6.32T/Kg和5.74T/Kg，相对耐磨性分别为2.30和2.10。成分编号为2和3的发明钢种比编号为1的普通高锰钢（Mn13）使用寿命分别提高1.3倍和1.1倍。