本發明涉及耐磨材料技術領域，具體涉及一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板及其制備方法。
背景技術：
反擊式破碎機是一種新型高效率的破碎設備，能處理邊長100-500毫米以下物料，其抗壓強度最高可達350兆帕，適用于破碎中硬物料，具有破碎比大，破碎后物料呈立方體顆粒等優點。廣泛應用于建材、交通、能源、水泥、礦山、化工等行業中。眾所周知，襯板是反擊式破碎機的重要組成部分，在使用過程中由于經常受到強烈沖擊，容易產生嚴重的磨損。襯板磨損會導致產品粒度不均勻、生產效率下降以及能耗增大等問題。目前，反擊式破碎機襯板一般采取高錳鋼和高鉻鑄鐵，但存在易變形、耐磨性差、使用壽命短等問題。我國每年消耗的破碎機襯板量巨大，因此，開發生產工藝簡單、成本低、強韌性高、耐磨性好的反擊式破碎機耐磨襯板，取代目前廣泛使用的普通鋼鐵耐磨材料，降低襯板材料的消耗具有重要的經濟意義。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種高強度、良好耐磨性，使用壽命長的反擊式破碎機用耐磨襯板及其制備方法。
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.0-2.8％、Mn 1.0-1.5％、Si 0.3-0.8％、Cr 13-16％、Ni 0.5-1.0％、B 0.12-0.25％、Mo 0.30-0.45％、Cu 0.22-0.40％、Re 0.05-0.15％、Rh 0.05-0.15％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量2-4％的ZrC粉體。
優選地，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.1-2.4％、Mn 1.3-1.5％、Si 0.5-0.7％、Cr 13-15％、Ni 0.7-1.0％、B 0.18-0.23％、Mo 0.35-0.40％、Cu 0.28-0.35％、Re 0.09-0.13％、Rh 0.05-0.10％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量2-4％的ZrC粉體。
優選地，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.3％、Mn 1.4％、Si 0.7％、Cr 14％、Ni 0.9％、B 0.22％、Mo 0.38％、Cu 0.32％、Re 0.12％、Rh 0.09％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量3％的ZrC粉體。
反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟：
1)熔煉：將廢鋼、生鐵、鎳鐵、鉬鐵、廢銅分別加入到中頻電爐中，加熱熔融，熔煉溫度為1570-1600℃，鋼液全部熔化后，再向其中加入烤紅的鉻鐵和硼砂，最后再加入錳鐵、硅鐵、銠鐵，調整鋼水中各元素成分；
2)澆鑄：將熔煉后的鋼水倒入鋼包中，當鋼水注入量為鋼包的1/3時，向其中加入稀土金屬Re和ZrC粉體，再將剩下的鋼水注入到鋼包中，將鋼包中的鋼水澆鑄到已預熱過的鑄模中，澆鑄溫度為1470-1500℃，冷卻；
3)熱處理：將襯板鑄件加熱到920-950℃，保溫1小時，隨爐緩慢冷卻到室溫，再將襯板鑄件加熱到1030℃-1050℃，保溫2h后，取出油淬，將淬油后的鑄件回火加熱到260℃-280℃，保溫時間為2小時后空氣冷卻。
優選地，所述步驟2)中模具預熱溫度為1050-1100℃。
優選地，所述步驟3)中襯板鑄件淬油后出油的表面溫度為200-220℃。
本發明有益效果：本發明通過調整和控制合金鋼中各元素的組成配比和添加順序，保證鋼中固溶硼含量，提高硼元素的強化效果，使得鋼具有很好的強度，制備工藝中將ZrC粉體和稀土金屬加入到鋼包中，能夠細化晶粒，作為形核核心，抑制晶體的長大，還能改變碳化物的生長形貌，控制碳化物的生長方向，提高高鉻鑄鐵的強度和耐磨性，并且將鋼水澆鑄到預熱后的模具中，不易產生疏松的氣孔現象，提高了鑄件內部的致密性，后續的熱處理使得鑄件內部組織均勻化，進一步提高了表面性能，如強度、沖擊韌性和耐磨性等機械性能，本發明制備的高鉻合金耐磨襯板質量好，強度高，耐磨性好，不易變形斷裂，使用壽命長，是普通高鉻合金耐磨襯板壽命的5-7倍。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明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發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，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，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1：
一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.3％、Mn 1.4％、Si 0.7％、Cr 14％、Ni 0.9％、B 0.22％、Mo 0.38％、Cu 0.32％、Re 0.12％、Rh 0.09％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量3％的ZrC粉體。
反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟：
1)熔煉：將廢鋼、生鐵、鎳鐵、鉬鐵、廢銅分別加入到中頻電爐中，加熱熔融，熔煉溫度為1570-1600℃，鋼液全部熔化后，再向其中加入烤紅的鉻鐵和硼砂，最后再加入錳鐵、硅鐵、銠鐵，調整鋼水中各元素成分；
2)澆鑄：將熔煉后的鋼水倒入鋼包中，當鋼水注入量為鋼包的1/3時，向其中加入稀土金屬Re和ZrC粉體，再將剩下的鋼水注入到鋼包中，將鋼包中的鋼水澆鑄到已預熱至1080℃的鑄模中，澆鑄溫度為1480℃，冷卻；
3)熱處理：將襯板鑄件加熱到930℃，保溫1小時，隨爐緩慢冷卻到室溫，再將襯板鑄件加熱到1040℃，保溫2h后，取出油淬，襯板鑄件淬油后出油的表面溫度為210℃，回火加熱到260℃，保溫時間為2小時后空氣冷卻。
實施例2：
一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.2％、Mn 1.3％、Si 0.6％、Cr 15％、Ni 0.8％、B 0.20％、Mo 0.36％、Cu 0.3％、Re 0.13％、Rh 0.07％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量2.5％的ZrC粉體。
反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟：
1)熔煉：將廢鋼、生鐵、鎳鐵、鉬鐵、廢銅分別加入到中頻電爐中，加熱熔融，熔煉溫度為1570-1600℃，鋼液全部熔化后，再向其中加入烤紅的鉻鐵和硼砂，最后再加入錳鐵、硅鐵、銠鐵，調整鋼水中各元素成分；
2)澆鑄：將熔煉后的鋼水倒入鋼包中，當鋼水注入量為鋼包的1/3時，向其中加入稀土金屬Re和ZrC粉體，再將剩下的鋼水注入到鋼包中，將鋼包中的鋼水澆鑄到已預熱至1070℃的鑄模中，澆鑄溫度為1490℃，冷卻；
3)熱處理：將襯板鑄件加熱到920℃，保溫1小時，隨爐緩慢冷卻到室溫，再將襯板鑄件加熱到1030℃，保溫2h后，取出油淬，襯板鑄件淬油后出油的表面溫度為210℃，回火加熱到270℃，保溫時間為2小時后空氣冷卻。
實施例3：
一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.1％、Mn 1.5％、Si 0.5％、Cr 15％、Ni 0.7％、B 0.23％、Mo 0.35％、Cu 0.35％、Re 0.09％、Rh 0.10％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量2.5％的ZrC粉體。
反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟：
1)熔煉：將廢鋼、生鐵、鎳鐵、鉬鐵、廢銅分別加入到中頻電爐中，加熱熔融，熔煉溫度為1570-1600℃，鋼液全部熔化后，再向其中加入烤紅的鉻鐵和硼砂，最后再加入錳鐵、硅鐵、銠鐵，調整鋼水中各元素成分；
2)澆鑄：將熔煉后的鋼水倒入鋼包中，當鋼水注入量為鋼包的1/3時，向其中加入稀土金屬Re和ZrC粉體，再將剩下的鋼水注入到鋼包中，將鋼包中的鋼水澆鑄到已預熱至1100℃的鑄模中，澆鑄溫度為1470℃，冷卻；
3)熱處理：將襯板鑄件加熱到920℃，保溫1小時，隨爐緩慢冷卻到室溫，再將襯板鑄件加熱到1030℃，保溫2h后，取出油淬，襯板鑄件淬油后出油的表面溫度為220℃，回火加熱到280℃，保溫時間為2小時后空氣冷卻。
實施例4：
一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.4％、Mn 1.3％、Si 0.7％、Cr 13％、Ni 1.0％、B 0.18％、Mo 0.40％、Cu 0.28％、Re 0.13％、Rh 0.05％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量4％的ZrC粉體。
反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟：
1)熔煉：將廢鋼、生鐵、鎳鐵、鉬鐵、廢銅分別加入到中頻電爐中，加熱熔融，熔煉溫度為1570-1600℃，鋼液全部熔化后，再向其中加入烤紅的鉻鐵和硼砂，最后再加入錳鐵、硅鐵、銠鐵，調整鋼水中各元素成分；
2)澆鑄：將熔煉后的鋼水倒入鋼包中，當鋼水注入量為鋼包的1/3時，向其中加入稀土金屬Re和ZrC粉體，再將剩下的鋼水注入到鋼包中，將鋼包中的鋼水澆鑄到已預熱至1050℃的鑄模中，澆鑄溫度為1470℃，冷卻；
3)熱處理：將襯板鑄件加熱到940℃，保溫1小時，隨爐緩慢冷卻到室溫，再將襯板鑄件加熱到1040℃，保溫2h后，取出油淬，襯板鑄件淬油后出油的表面溫度為220℃，回火加熱到280℃，保溫時間為2小時后空氣冷卻。
實施例5：
一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.0％、Mn 1.5％、Si 0.3％、Cr 16％、Ni 0.5％、B 0.25％、Mo 0.30％、Cu 0.40％、Re 0.05％、Rh 0.15％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量3.5％的ZrC粉體。
反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟：
1)熔煉：將廢鋼、生鐵、鎳鐵、鉬鐵、廢銅分別加入到中頻電爐中，加熱熔融，熔煉溫度為1570-1600℃，鋼液全部熔化后，再向其中加入烤紅的鉻鐵和硼砂，最后再加入錳鐵、硅鐵、銠鐵，調整鋼水中各元素成分；
2)澆鑄：將熔煉后的鋼水倒入鋼包中，當鋼水注入量為鋼包的1/3時，，向其中加入稀土金屬Re和ZrC粉體，再將剩下的鋼水注入到鋼包中，將鋼包中的鋼水澆鑄到已預熱至1080℃的鑄模中，澆鑄溫度為1490℃，冷卻；
3)熱處理：將襯板鑄件加熱到930℃，保溫1小時，隨爐緩慢冷卻到室溫，再將襯板鑄件加熱到1050℃，保溫2h后，取出油淬，襯板鑄件淬油后出油的表面溫度為200℃，回火加熱到260℃，保溫時間為2小時后空氣冷卻。
實施例6：
一種反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板，所述襯板含有以下質量百分比的合金元素：C 2.8％、Mn 1.0％、Si 0.8％、Cr 13％、Ni 1.0％、B 0.12％、Mo 0.45％、Cu 0.22％、Re 0.15％、Rh 0.05％，余量為Fe及不可避免的雜質，所述襯板中還含有占高鉻鑄鐵總質量2％的ZrC粉體。
反擊式破碎機用高鉻合金耐磨襯板的制備方法，包括以下步驟：
1)熔煉：將廢鋼、生鐵、鎳鐵、鉬鐵、廢銅分別加入到中頻電爐中，加熱熔融，熔煉溫度為1570-1600℃，鋼液全部熔化后，再向其中加入烤紅的鉻鐵和硼砂，最后再加入錳鐵、硅鐵、銠鐵，調整鋼水中各元素成分；
2)澆鑄：將熔煉后的鋼水倒入鋼包中，當鋼水注入量為鋼包的1/3時，，向其中加入稀土金屬Re和ZrC粉體，再將剩下的鋼水注入到鋼包中，將鋼包中的鋼水澆鑄到已預熱至1060℃的鑄模中，澆鑄溫度為1470℃，冷卻；
3)熱處理：將襯板鑄件加熱到950℃，保溫1小時，隨爐緩慢冷卻到室溫，再將襯板鑄件加熱到1030℃，保溫2h后，取出油淬，襯板鑄件淬油后出油的表面溫度為210℃，回火加熱到280℃，保溫時間為2小時后空氣冷卻。
需要說明的是，在本文中，諸如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發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，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發明各實施例技術方案的精神和范圍。