專利名稱：高抗磨雙金屬復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)應(yīng)用于電廠、冶金、礦山、建材等行業(yè)中各種耐磨件的金屬耐磨材料，尤其是涉及到一種雙金屬復(fù)合材料，屬于金屬耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冶金礦山、水泥建材、電力、化肥、煤炭、化工等行業(yè)廣泛使用各種耐磨件，如各種耐磨襯板、襯套、軸瓦和錘頭等，其中襯板是球磨機(jī)中的主要消耗件，其質(zhì)量既影響磨機(jī)生產(chǎn)作業(yè)率，也影響物料研磨成本。國內(nèi)外襯板材料的生產(chǎn)和應(yīng)用經(jīng)過了 30多年的發(fā)展，先后經(jīng)歷了從高錳鋼、普通白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵、高鉻白口鑄鐵到改性高錳鋼和各種淬火回火工藝的中低合金鋼的發(fā)展階段。國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用中，依然是高錳鋼一統(tǒng)天下，并未被高合金鑄鐵、中低合金馬氏體鋼所取代，這主要是由中低合金鋼等本身質(zhì)量、穩(wěn)定性及工藝上存在的問題所決定的。目前的幾種主流材質(zhì)中，一是奧氏體高錳鋼其韌性高，原始硬度低，使用過程中主要依靠奧氏體加工硬化來提高其硬度，在充分加工硬化后，其硬度由原始HB200提高到HB400-500，在高沖擊載荷條件下使用取得很好的使用效果，但在中小沖擊載荷條件下使用，奧氏體不能充分加工硬化，其耐磨性差；二是中低合金鋼，如中國發(fā)明專利CN1080327公開了一種低合金球磨機(jī)耐磨襯板及制造工藝，各材料成分(重量％ )的含量是C0. 35-0. 5%, CrO. 8-1. 5%, SiO. 6-1. 2%, MoO. 3-0. 5%, MnO. 6-1. 4%, CuO. 5-1%, l#ReO. 01-0. 1%，余量為!^。該發(fā)明的主要特點(diǎn)是同時(shí)采用l#Re變質(zhì)處理和提高Cu含量， 提高了 l#Re的變質(zhì)效果，起到了細(xì)化晶粒、凈化晶界、提高淬透性和組織及性能均勻性的作用，由于含有價(jià)格昂貴的鉬和銅，因此，生產(chǎn)成本較高，另外，僅加入稀土，凈化和細(xì)化效果并不太好，因此該發(fā)明襯板材料韌性較低，沖擊韌性大于18J/cm2 ；三是高鉻鑄鐵，該材質(zhì)的耐磨性好，但韌性差。因此這些材質(zhì)綜合的沖擊腐蝕磨損性能并不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高抗磨雙金屬復(fù)合材料，非工作面選用ZG35 ZG45材料，工作面采用ZGCrMoMCuVWRe材料，采用液、液復(fù)合鑄造的方法來鑄造各種耐磨件，澆鑄的耐磨件不僅具有良好的沖擊腐蝕磨損性能，而且成本較低，解決現(xiàn)有的高錳鋼和中低合金鋼等材料制作的耐磨件沖擊腐蝕磨損性能較差、使用壽命較低的問題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種高抗磨雙金屬復(fù)合材料，非工作面選用ZG35 ZG45材料，其特征在于工作面采用ZGCrMoNiCuVWRe材料，該材料按重量百分比的合金成分為C :2. 40-3. 40%, Cr 14-19%,Ni 0. 35-0. 70%, V :0. 2-0. 5%,ff 0. 25-0. 65%, Mo :0. 4-0. 8%, Cu :0. 5-1. 2%, Si 0. 4-0. 8%、P和S均不大于0. 02%, Re :0. 2-0. 5%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)依據(jù)是C :C是鋼中的組元之一。本發(fā)明工作面材料中C量的控制一方面是為了保證合金得到好的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐蝕性的配合。含碳量偏低，材料的韌性將得以提高，但耐磨性會(huì)不夠；含碳量過高，材料的硬度、耐磨性會(huì)改善，但韌性會(huì)下降，因此本發(fā)明的含C量控制在2. 4-3. 4%之間。Cr 鉻是提高鋼的淬透性、使鋼強(qiáng)化的重要元素，同時(shí)也是提高鋼的耐蝕性的重要元素。以往的耐磨襯板材質(zhì)中，除高鉻鑄鐵含鉻量較高以外，一般材質(zhì)中含鉻量多低于5%。 本發(fā)明襯板選擇鉻含量為14-19%之間。因?yàn)槠偷暮t量對材料的耐腐蝕性不利；而偏高的鉻含量對韌性不利。另外含鉻量的選擇還要兼顧鉻量與碳量的合理匹配。Si 硅元素能改善鑄件的鑄造性能，且有利于鋼水脫氧除氣。鑄造高合金鋼適當(dāng)高的硅含量，能在使用過程中提高材料的抗氧化能力。但含硅量過高會(huì)增加材質(zhì)的脆性，因而其含量控制在0. 4-0.8% ；Ni 加入鎳元素可提高鋼的耐蝕性、韌性和淬透性，在多元合金化的條件下，鎳與 Cr、Mo等元素共同作用，對耐蝕性的提高作用明顯。而濕式球磨機(jī)襯板工況條件要求襯板材料應(yīng)有足夠高的耐蝕性、韌性、淬透性。但由于Ni的價(jià)格昂貴，為了控制合金成本，加入量控制在0. 35-0. 70%。Mo 加入少量Mo元素可提高合金淬透性。同時(shí)，Mo有利于消除回火脆性以及提高合金的抗晶間腐蝕能力。為了控制合金成本，加入量控制在0. 4-0. 8%。Cu =Cu能提高韌性和導(dǎo)熱性，但過量易生成富銅相和微裂紋，因此，Cu的含量控制在 0. 5-1. 2%。W 通常溶解于機(jī)體中并且部分作為碳化物析出，起強(qiáng)化所制備材料的作用，因此添加其可以提高所制備材料的強(qiáng)度很有效，特別是所述材料在高溫條件下使用時(shí)，該元素對于改善材料的耐熱性也很有用，但過多添加會(huì)誘發(fā)金屬間化合物的析出，這種析出是所制備材料脆化的一個(gè)原因，因此，W的含量控制在0. 25-0. 65%。V 添加到材料中時(shí)通常作為碳化物析出，從而起強(qiáng)化材料的作用，同時(shí)也具有控制晶粒長大的作用，然而，過度添加會(huì)導(dǎo)致材料脆化，因此，V的含量控制在0. 2-0. 5%。Re =Re有利于提高鑄鐵的塑性，使其既保持高硬度、高強(qiáng)度和耐高溫等特性，又能提高鑄鐵的韌性，但其價(jià)格較高，綜合考慮將Re含量控制在0. 2-0. 5%。鑄鐵中添加Re是本發(fā)明的主要特點(diǎn)之一。P、S:S和P均為有害元素，P會(huì)引起熱脆，S易引起冷脆。為了保證鑄鐵的強(qiáng)度、韌性和耐磨性，必須嚴(yán)格控制S、P的含量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明工作面通過合金設(shè)計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有優(yōu)異的耐熱性和耐蝕性，其硬度為HRC58-65，屈服強(qiáng)度達(dá)到30-50N/cm2，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550-850N/cm2，延伸率不小于 15，有較高的硬度和耐磨性，同時(shí)還具有較高的強(qiáng)度和較好的韌性，其耐磨性比高錳鋼材料壽命提高2倍以上。2.非工作面選用ZG35 ZG45材料，降低了耐磨件的生產(chǎn)成本。3.本發(fā)明材料中Ni、Mo、W等主要合金元素含量不高。與低碳高合金鋼材料相比， 由于含Ni量低，材料成本明顯降低，其性價(jià)比較高。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍，所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由各項(xiàng)權(quán)利要求限定。本實(shí)施例一種高抗磨雙金屬復(fù)合材料，非工作面選用ZG35 ZG45材料，其特征在于工作面采用ZGCrMoNiCuVWRe材料，該材料按重量百分比的合金成分為 C 2. 40-3. 40 Cr 14-19 Ni :0.35-0.70 V 0. 2-0. 5 W 0. 25-0. 65 Mo 0. 4-0. 8%、Cu :0. 5-1. 2%、Si :0. 4-0. 8%、P 和 S 均不大于 0. 02%,Re :0. 2-0. 5%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。本實(shí)施例高抗磨雙金屬復(fù)合材料中工作面材料按重量百分比的材料成分舉例如下表
權(quán)利要求
1. 一種高抗磨雙金屬復(fù)合材料，非工作面選用ZG35 ZG45材料，其特征在于工作面采用ZGCrMoNiCuVWRe材料，該材料按重量百分比的合金成分為C :2. 40-3. 40%、Cr 14-19%, Ni 0. 35-0. 70%, V :0. 2-0. 5%,ff 0. 25-0. 65%,Mo :0. 4-0. 8%, Cu :0. 5-1. 2%, Si 0. 4-0. 8%、P禾口 S均不大于0. 02%, Re :0. 2-0. 5%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)應(yīng)用于電廠、冶金、礦山、建材等行業(yè)中各種耐磨件的高抗磨雙金屬復(fù)合材料，非工作面選用ZG35～ZG45材料，工作面材料按重量百分比的合金成分為C2.40-3.40％、Cr14-19％、Ni0.35-0.70％、V0.2-0.5％、W0.25-0.65％、Mo0.4-0.8％、Cu0.5-1.2％、Si0.4-0.8％、P和S均不大于0.02％、Re0.2-0.5％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用液、液復(fù)合鑄造的方法來鑄造各種耐磨件，澆鑄的耐磨件不僅具有良好的耐磨性能，而且成本較低，解決現(xiàn)有的高錳鋼等材料制作的耐磨件成本高、使用壽命較低的問題。
文檔編號(hào)C22C38/56GK102555351SQ201010596999
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者顧偉 申請人:顧偉