高韌性耐磨稀土合金材料制造技術

本發明專利技術公開了高韌性耐磨稀土合金材料及其制備方法，所述高韌性耐磨稀土合金材料包括如下質量百分比的各組分：Sn0.4?0.6wt％、Y0.5?0.7wt％、Si1?3wt％、Mn1?3wt％、Fe24?28wt％、Co5?7wt％、Ni20?26wt％、C0.2?0.4wt％、B1?3％wt％、Ti0.25?0.45wt％、Al1?2wt％、Ce0.1?0.3wt％、Cr3?6wt％，余量為Mg。本發明專利技術的稀土合金材料通過添加Ti?Al?Ce，三者配合，Fe?B合金中奧氏體晶粒得到細化，連續網狀的共晶硼化物得到破壞，改善了硼化物的形貌、尺寸和分布狀況，能夠提高合金的硬度、韌性、熱硬性以及高溫耐磨性。

【技術實現步驟摘要】
高韌性耐磨稀土合金材料
本專利技術涉及稀土合金材料
，尤其涉及高韌性耐磨稀土合金材料。
技術介紹
稀土有著“工業維生素”的美稱，現如今已成為極其重要的戰略資源。稀土材料廣泛的應用在油、化工、冶金、紡織、陶瓷、玻璃、永磁材料等領域，隨著科技的進步和應用技術的不斷突破，稀土氧化物的價值將越來越大。稀土合金材料在生產時，往往加入B元素，形成M2B耐磨骨架，表現出優的耐磨性能，降低Cr元素的用量，具有低合金消耗、鑄造工藝簡單以及生產成本低等優點。雖然硼化物硬度很高，但其本身脆性高，由于這種硬而脆且連續的硼化物的存在，破壞了基體的連續性，降低了材料的韌性，在高沖擊環境中會出現斷裂的情況。基于此，如何設計一種高韌性耐磨稀土合金材料是本專利技術所要解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的不足，提供一種高韌性耐磨稀土合金材料。本專利技術通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：高韌性耐磨稀土合金材料，包括如下質量百分比的各組分：Sn0.4-0.6wt％、Y0.5-0.7wt％、Si1-3wt％、Mn1-3wt％、Fe24-28wt％、Co5-7wt％、Ni20-26wt％、C0.2-0.4wt％、B1-3％wt％、Ti0.25-0.45wt％、Al1-2wt％、Ce0.1-0.3wt％、Cr3-6wt％，余量為Mg。所述高韌性耐磨稀土合金材料的制備方法，包括以下步驟：Ⅰ按重量份取Sn、Y、Si、Mn、Fe、Co、Ni、C、B、Ti、Al、Ce、Cr、Mg，加入高溫爐，精煉；Ⅱ對精煉后的材料進行冷卻即得。優選的，所述高韌性耐磨稀土合金材料的制備方法，其特征在于：步驟Ⅰ中，精煉溫度為1750-1950℃。優選的，所述高韌性耐磨稀土合金材料的制備方法，步驟Ⅱ中的冷卻方法為：使用高壓水作為冷卻劑對精煉后原料進行降溫。本專利技術的優點在于：本專利技術的稀土合金材料通過添加Ti-Al-Ce，三者配合，Fe-B合金中奧氏體晶粒得到細化，連續網狀的共晶硼化物得到破壞，改善了硼化物的形貌、尺寸和分布狀況，能夠提高合金的硬度、韌性、熱硬性以及高溫耐磨性。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。高韌性耐磨稀土合金材料，包括如下質量百分比的各組分：Sn0.4-0.6wt％、Y0.5-0.7wt％、Si1-3wt％、Mn1-3wt％、Fe24-28wt％、Co5-7wt％、Ni20-26wt％、C0.2-0.4wt％、B1-3％wt％、Ti0.25-0.45wt％、Al1-2wt％、Ce0.1-0.3wt％、Cr3-6wt％，余量為Mg。所述高韌性耐磨稀土合金材料的制備方法，包括以下步驟：Ⅰ按重量份取Sn、Y、Si、Mn、Fe、Co、Ni、C、B、Ti、Al、Ce、Cr、Mg，加入高溫爐，精煉；Ⅱ對精煉后的材料進行冷卻即得。優選的，所述高韌性耐磨稀土合金材料的制備方法，其特征在于：步驟Ⅰ中，精煉溫度為1750-1950℃。優選的，所述高韌性耐磨稀土合金材料的制備方法，步驟Ⅱ中的冷卻方法為：使用高壓水作為冷卻劑對精煉后原料進行降溫。實施例1，高韌性耐磨稀土合金材料，包括如下質量百分比的各組分：Sn0.4wt％、Y0.5wt％、Si1wt％、Mn1wt％、Fe24wt％、Co5wt％、Ni20wt％、C0.2wt％、B1wt％、Ti0.25wt％、Al1wt％、Ce0.1wt％、Cr3wt％，其余為Mg。實施例2，高韌性耐磨稀土合金材料，包括如下質量百分比的各組分：Sn0.5wt％、Y0.6wt％、Si2wt％、Mn2wt％、Fe26wt％、Co6wt％、Ni20-26wt％、C0.3wt％、B2％wt％、Ti0.35wt％、Al1.5wt％、Ce0.2wt％、Cr4.5wt％，其余為Mg。實施例3，高韌性耐磨稀土合金材料，包括如下質量百分比的各組分：Sn0.6wt％、Y0.7wt％、Si3wt％、Mn3wt％、Fe28wt％、Co7wt％、Ni26wt％、C0.4wt％、B3％wt％、Ti0.45wt％、Al2wt％、Ce0.3wt％、Cr6wt％，其余為Cr。Ti元素的加入，鈦是一種很活潑的碳化物形成元素，加入的鈦在高溫下會形成一定量的TiC顆粒和TiB2，在凝固過程中，TiC會成為第一沉淀相，TiC和奧氏體都具有面心立方結構，兩者的晶格常數很接近并且晶格配位數很小，能作為γ-Fe的異質晶核成核并生長，從而細化初級奧氏體和硼化物，而TiB2的形成也消耗了部分硼；同時Al的加入有效改善初級奧氏體，Al能夠阻礙碳化物在晶界處形成，能夠提高合金的硬度和熱硬性，從而有利于提高合金的高溫耐磨性，同時Al能夠與氧反應生成Al2O3，從而提高合金的高溫抗腐蝕性；Ce的加入，富集在初級奧氏體樹突生長邊界，阻礙了奧氏體的生長，造成較大的成分過冷，有利于奧氏體枝晶的多次分枝以及枝晶間距的減小，從而細化奧氏體枝晶，在共晶生長過程中，共晶奧氏體會優先結晶與初級奧氏體分離，這就促進了共晶硼化物的細化，從而出現網狀結構的緊縮或破損；Ti-Al-Ce三者配合，Fe-B合金中奧氏體晶粒得到細化，連續網狀的共晶硼化物得到破壞，改善了硼化物的形貌、尺寸和分布狀況，能夠提高合金的硬度、韌性、熱硬性以及高溫耐磨性。需要說明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本專利技術進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本專利技術各實施例技術方案的精神和范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.高韌性耐磨稀土合金材料，其特征在于，包括如下質量百分比的各組分：Sn0.4-0.6wt％、Y0.5-0.7wt％、Si1-3wt％、Mn1-3wt％、Fe24-28wt％、Co5-7wt％、Ni20-26wt％、C0.2-0.4wt％、B1-3％wt％、Ti0.25-0.45wt％、Al1-2wt％、Ce0.1-0.3wt％、Cr3-6wt％，余量為Mg。/n

【技術特征摘要】
1.高韌性耐磨稀土合金材料，其特征在于，包括如下質量百分比的各組分：Sn0.4-0.6wt％、Y0.5-0.7wt％、Si1-3wt％、Mn1-3wt％、Fe24-28wt％、Co5-7wt％、Ni20-26wt％、C0.2-0.4wt％、B1-3％wt％、Ti0.25-0.45wt％、Al1-2wt％、Ce0.1-0.3wt％、Cr3-6wt％，余量為Mg。


2.如權利要求1所述高韌性耐磨稀土合金材料的制備方法，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李蕾，高曉山，戎利軍，陳進，
申請(專利權)人：安徽包鋼稀土永磁合金制造有限責任公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34