本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種過共晶高鉻合金白口鑄鐵溜槽襯板及其制備方法，槽襯板由高硬度的過共晶高鉻耐磨白口合金鑄鐵材料制成，具體化學(xué)成分如下：C：3.5?5.0%、Si：0.3?0.8%、Mn：0.5?1.0%、Cr：25.0?35.0%、Mo：0.8?1.2%、Cu：0.2?0.6%、W：1.0?1.8%、V：0.3?0.5%、Ti：0.1?0.3%、Nb：0.1?0.3%、Zr：0.03?0.08%、B：0.001?0.003%、RE：0.02?0.08%、Y：0.02?0.08%、S：≤0.06%、P：≤0.06%，其余為Fe。本發(fā)明專利技術(shù)的材料制備的溜槽襯板比原溜槽襯板使用壽命及產(chǎn)鐵量都有大幅提升，而產(chǎn)品制造成本基本相當，性價比優(yōu)勢明顯。
Hypereutectic high chromium alloy white cast iron chute lining board and preparation method thereof
The invention relates to a hypereutectic high chromium alloy cast iron chute lining board and its preparation method, groove plate is made of high hardness of the cast iron material eutectic high chromium white cast alloy, the chemical compositions are as follows: C:3.5 5%, Si:0.3 0.8%, Mn:0.5 1%, Cr:25.0 35%, Mo:0.8 1.2% 0.6%, W:1.0, Cu:0.2 1.8%, V:0.3 0.5%, Ti:0.1 0.3%, Nb:0.1 0.3%, Zr:0.03 0.08%, B:0.001 0.003%, RE:0.02 0.08%, Y:0.02 0.08%, S: less than or equal to 0.06%, P = 0.06%, the rest is: Fe. Compared with the original chute lining board, the service life of the chute lining board of the material prepared by the invention is greatly improved, and the production cost of the product is quite similar.
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種鋼鐵高爐布料溜槽襯板用過共晶高鉻合金白口鑄鐵材料，同時還涉及該材料的制備方法，屬于金屬耐磨材料領(lǐng)域。技術(shù)背景㈠鋼鐵企業(yè)煉鐵高爐布料溜槽襯板，是高爐設(shè)備上的關(guān)鍵耐磨損備件。溜槽襯板的工作位置是在高爐爐膛內(nèi)的頂部，工作環(huán)境非常惡劣，需要承受高硬度帶尖角的礦石大落差沖擊磨損以及高溫爐氣腐蝕(一般正常工作溫度200-320℃，異常熱沖擊時可以達到500-700℃)，屬極端磨損工況。既要求襯板具有較高耐磨性，又必須具有抗高溫氧化性和耐腐蝕性能，同時還要求具有使用的安全可靠性，其磨損機理主要是低應(yīng)力沖擊鑿削磨料磨損。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國每年消耗溜槽襯板約在3.5萬噸左右，經(jīng)濟價值在10億元以上。過去，溜槽襯板制備技術(shù)主要表現(xiàn)在兩個方面：一是高鉻白口鑄鐵整體鑄造成型技術(shù)；二是金屬耐磨損復(fù)合鑄造技術(shù)，如堆焊、釬焊、鑲嵌、鑲鑄硬質(zhì)合金等。高鉻白口鑄鐵整體鑄造成型技術(shù)，品種繁雜，耐磨不一，如Cr15Mo2Cu1、Cr17Mo、Cr20Mo2Cu1、Cr25Ni2MoV、Cr26MoNi、Cr26Ni2等，均屬亞共晶鑄鐵成分范圍內(nèi)，一般使用壽命在4-10個月，耐磨性明顯不足；堆焊、釬焊、鑲嵌、鑲鑄硬質(zhì)合金等復(fù)合鑄造技術(shù)，使用壽命相對較長，一般在24-36個月之間，但工藝復(fù)雜，需有專用生產(chǎn)設(shè)備，規(guī)模化生產(chǎn)受到限制，且硬質(zhì)合金價格昂貴，制備成本高，性價比優(yōu)勢不明顯。目前，鋼鐵企業(yè)對低成本、高強度、高耐磨性的溜槽襯板制備技術(shù)，需求十分迫切。工業(yè)應(yīng)用實踐表明，在耐磨白口鑄鐵中硬度達到HRC58是一個基本級別，達到HRC60是一個較高級別，達到HRC63是更高級別，預(yù)示耐磨性將顯著提高。因此，作為高爐布料溜槽襯板所處作業(yè)環(huán)境和使用性能要求等，在生產(chǎn)制備過程中，應(yīng)追求金屬耐磨材料的高硬度、強韌性，以實現(xiàn)高耐磨性。㈡高鉻白口鑄鐵因其硬度較高被認為是高耐磨性的鋼鐵耐磨材料，廣泛應(yīng)用于冶金、建材、電力、建筑、煤炭、船舶、化工和工程機械等行業(yè)。目前普遍應(yīng)用的高鉻白口鑄鐵大都是含碳量在2.0%-3.5%和含鉻量在10.0%-30.0%的亞共晶和近共晶高鉻白口鑄鐵。高碳高鉻白口鑄鐵屬過共晶高鉻白口鑄鐵范疇，因含碳量和含鉻量均較高，因而碳化物數(shù)量有較大增加，材料的硬度也有較大的提高，所以，生產(chǎn)制造過共晶高鉻白口鑄鐵耐磨鑄件，其抗磨性優(yōu)于工業(yè)上常用的亞共晶高鉻白口鑄鐵耐磨件。但隨著含碳量和含鉻量的進一步增加，碳化物數(shù)量提高到一定程度，在高鉻白口鑄鐵組織中將會出現(xiàn)粗大的初生碳化物，這種粗大的初生碳化物容易引起縮孔、縮松、熱裂等鑄造缺陷，導(dǎo)致高鉻白口鑄鐵的韌性急劇下降，脆性增大，工業(yè)應(yīng)用受到限制。因此，在過共晶高鉻白口鑄鐵中，如何通過細化初生碳化物，來改善其形態(tài)、分布、數(shù)量和大小，成為提高過共晶高鉻白口鑄鐵沖擊韌性的主要方法和重要手段。智小慧等人發(fā)表的論文《鈦細化過共晶高鉻鑄鐵的研究》、尹英杰等人發(fā)表的論文《攪動和孕育對過共晶高鉻鑄鐵鑄態(tài)組織的影響》、劉進志等人發(fā)表的論文《稀土鈰孕育對過共晶高鉻鑄鐵鑄態(tài)組織的影響》等，研究了從不同角度，采用不同工藝方法，起到細化初生碳化物的作用，但僅限實驗室研究，未見實際工業(yè)應(yīng)用實例。皇志富等人發(fā)表的《半固態(tài)過共晶高鉻鑄鐵的制備及組織定量分析》論文中，對半固態(tài)過共晶高鉻白口鑄鐵的組織和性能進行了初步研究，曾采用傾斜冷卻體的方法細化過共晶高鉻白口鑄鐵中的初生碳化物，雖然有一定細化效果，但是由于該辦法中鐵液成型溫度低于液相線溫度，鑄件中易產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷，限制了材料的韌性和耐磨性的提高，不利于工業(yè)化推廣應(yīng)用。楊雄等人發(fā)表的《過共晶超高鉻鑄鐵合金的組織和性能》論文中，研究了化學(xué)成分為C4.0-5.0%，Si≤1.0%，Mn≤1.0%，Cr35.0-45.0%，Mo0.3-0.6%，Ni0.3-0.5%的過共晶高鉻鑄鐵的組織和熱處理工藝對其性能的影響；楊誠凱等人發(fā)表的《含碳量對過共晶高鉻鑄鐵顯微組織與耐磨性的影響》論文中，對化學(xué)成分為C3.8-4.8%，Cr33.5%的過共晶高鉻鑄鐵的顯微組織、硬度、沖擊韌性與濕態(tài)耐磨性的影響，進行了試驗研究，結(jié)論指出，如果應(yīng)用高碳量過共晶高鉻鑄鐵，必須重視和解決韌性問題。張山綱等人發(fā)表的《高碳高鉻白口鑄鐵材料及其應(yīng)用》論文中，介紹了化學(xué)成分為C4.0-6.0%，Si≤1.2%，Mn≤3.0%，Cr30.0-40.0%，Mo≤4%的過共晶高鉻鑄鐵的性能及其在渣漿泵過流部件上的應(yīng)用。通過采用鉻鐵礦面砂，包內(nèi)加入細化劑VT合金，低溫澆注和向鐵水流中加入0.2-0.3㎜合金鐵丸等一系列工藝措施，雖然達到了細化初生碳化物的效果，但是由于采用低溫澆注的方法，容易使鑄件產(chǎn)生冷隔缺陷，成品率較低，質(zhì)量不穩(wěn)定。專利技術(shù)專利CN101302597A公開了一種過共晶高鉻白口鑄鐵及其制備方法，用于制造渣漿泵過流部件。其主要化學(xué)成分為C3.0-4.5%，Si0.5-1.5%，Mn0.5-2.5%，Cr15.0-35.0%，Ti0.5-1.5%,B0.001-0.5%,S＜0.06%,P＜0.06%,其余為Fe。其制備工藝是采用B、Ti合金進行孕育變質(zhì)處理的方法細化初生碳化物。在過共晶高鉻白口鑄鐵中加入Ti合金后，Ti不僅與C形成TiC顆粒，為初生碳化物形核提供異質(zhì)形核的基底，導(dǎo)致碳化物形核數(shù)目增加，而且還可以阻礙碳化物的生長，最終使初生碳化物細化。微量的B可明顯提高淬透性，有效強化晶界，改變高鉻白口鑄鐵碳化物形態(tài)，形成高硬度的硼化物，可顯著提高耐磨性。該專利技術(shù)中雖然細化效果明顯，但是存在有成形性不易控制，尤其是B合金的收得率極不穩(wěn)定，鑄件中易產(chǎn)生縮孔、縮松等鑄造缺陷，影響產(chǎn)品使用性能。專利技術(shù)專利CN102851570A公開了一種熱磨機的高碳高鉻磨片鑄件的生產(chǎn)制備方法，為過共晶高鉻鑄鐵。其主要化學(xué)成分為C3.6-3.8%，Si≤1.2%，Mn≤0.8%，Cr28.0-30.0%，Mo≤0.5%，Ni≤0.8%，Cu≤0.2%,S≤0.05%,P≤0.03%,余量為Fe.該專利技術(shù)經(jīng)高溫熔鑄和稀土合金變質(zhì)處理后，進行1000-1100℃淬火，280-300℃回火的熱處理工藝，使金屬基體組織中的回火馬氏體呈更為彌散狀分布，析出的二次碳化物更為細密，同時以M7C3為主的初生硬質(zhì)點M7C3型碳化物，呈孤立狀的不規(guī)則六角形，以更密集的方式均勻分布。該專利技術(shù)細化了碳化物，但未列出稀土合金變質(zhì)劑的添加量和添加方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決鋼鐵高爐布料溜槽襯板現(xiàn)有技術(shù)中存在的耐磨性不足問題，而提供一種高硬度的溜槽襯板用過共晶高鉻耐磨合金白口鑄鐵材料。為了實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是提供一種溜槽襯板用高硬度的過共晶高鉻耐磨合金白口鑄鐵材料，由以下質(zhì)量分數(shù)的化學(xué)成分組成：C3.5-5.0%、Si0.3-0.8%、Mn0.5-1.0%、Cr25.0-35.0%、Mo0.8-1.2%、Cu0.2-0.6%、W1.0-1.8%、V0.3-0.5%、Ti0.1-0.3%、Nb0.1-0.3%、Zr0.03-0.08%、B0.001-0.003%、RE0.02-0.08%、Y0.02-0.08%、S≤0.06%、P≤0.06%，其余為Fe。本專利技術(shù)的溜槽襯板用高硬度的過共晶高鉻合金白口鑄鐵材料的制備方法，采用10本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種過共晶高鉻合金白口鑄鐵溜槽襯板，其特征在于，由高硬度的過共晶高鉻耐磨白口合金鑄鐵材料制成，所述高硬度的過共晶高鉻耐磨白口合金鑄鐵材料，由以下質(zhì)量分數(shù)的化學(xué)成分組成：C：3.5?5.0%、Si：0.3?0.8%、?Mn：0.5?1.0%、Cr：25.0?35.0%、Mo：0.8?1.2%、Cu：0.2?0.6%、W：1.0?1.8%、V：0.3?0.5%、Ti：0.1?0.3%、Nb：0.1?0.3%、Zr：0.03?0.08%、B：0.001?0.003%、RE：0.02?0.08%、Y：0.02?0.08%、S：≤0.06%、P：≤0.06%，其余為Fe。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種過共晶高鉻合金白口鑄鐵溜槽襯板，其特征在于，由高硬度的過共晶高鉻耐磨白口合金鑄鐵材料制成，所述高硬度的過共晶高鉻耐磨白口合金鑄鐵材料，由以下質(zhì)量分數(shù)的化學(xué)成分組成：C：3.5-5.0%、Si：0.3-0.8%、Mn：0.5-1.0%、Cr：25.0-35.0%、Mo：0.8-1.2%、Cu：0.2-0.6%、W：1.0-1.8%、V：0.3-0.5%、Ti：0.1-0.3%、Nb：0.1-0.3%、Zr：0.03-0.08%、B：0.001-0.003%、RE：0.02-0.08%、Y：0.02-0.08%、S：≤0.06%、P：≤0.06%，其余為Fe。2.一種過共晶高鉻合金白口鑄鐵溜槽襯板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：⑴將金屬爐料熔煉成鐵液，并將鐵液按化學(xué)成分配方量進行調(diào)節(jié)；⑵在鐵液中加入復(fù)合精煉脫氧劑和稀土元素變質(zhì)處理后澆注制得鑄件，澆注溫度控制在1380℃-1420℃；⑶退火：將鑄件升溫至650-750℃保溫1-3h，然后升溫至980-1020℃保溫4h后，隨爐緩冷至700-750℃保溫1-3h后，再隨爐緩冷至300-5...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳熙，張國民，
申請(專利權(quán))人：營口龍辰礦山車輛制造有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧;21
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