本发明涉及金属材料加工技术领域，具体涉及一种复相锻造耐磨衬板制备方法。
背景技术：
金属耐磨衬板主要广泛应用于火电、钢铁、冶炼、机械、煤炭、矿山、化工、水泥、港口码头等企业的输料系统、制粉系统、破碎系统等一切磨损大的机械设备上；而衬板的耐磨性和抗裂强度是有衬板质量的基本特征，耐磨性取决于衬板的硬度，抗裂强度取决于衬板的冲击韧性。影响衬板质量因素有合金的有害元素含量、铸造过程中的缺陷和工艺、热处理获取组织和力学性能；金属衬板基本上分3大类，第一类锰钢奥氏体组织铸造衬板，优点塑性好耐冲击较好，耐划痕偏弱；第二类属于中低合金钢淬火后马氏体组织为主，优点强度高耐划痕好，耐冲击偏弱；第三类耐磨铸铁以高合金形成碳化物以主，优点强度高耐划痕好，耐冲击偏弱；第四类低合金轧制钢板组织属于复相组织，但是主要平板为主。但是物料对衬板的磨损机理—磨损形式主要分：划痕摩擦为主、冲击磨损、腐蚀磨损和冲击磨损为主、划痕摩擦、腐蚀磨损三种同时出现；目前衬板问题以有的是断裂损坏为，有的是磨损损害为主；目前的衬板以废钢通过中频炉炼钢，化学元素难于稳定，有害元素无法控制，成型以铸造为主和轧制耐磨平板为主，铸造过程容易产生铸造缺陷，降低整体衬板的使用寿命，热处理衬板获取有奥氏体或马氏体或碳化物组织为主，轧制耐磨钢板无法安装在有角度和形状的地方。
技术实现要素：
本发明提供一种质量好、耐磨性高的复相锻造耐磨衬板的制备方法。
本发明采用的技术方案是：一种复相锻造耐磨衬板制备方法，包括以下步骤：
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比如下：c＜0.8%、mn0.5%-14%、cr＜2%、si＜2%、cu＜0.8%、ai＜2%、mo＜1%、ni＜1%、p＜0.03%、s＜0.03%；
（2）将上述原料冶炼成钢锭；将钢锭热锻造成衬板，冷却到室温；
（3）衬板成型后再加热到奥氏体温度后，冷却到ms点慢冷却到室温，最后再进行回火得到所需复相锻造衬板产品。
进一步的，所述步骤（2）中热锻造始锻温度为1300℃，终锻温度为800℃。
进一步的，所述步骤（2）中热锻造成型后堆冷或随炉冷却到常温。
进一步的，所述步骤（3）中也包括从奥氏体温度后冷却到室温，再回火处理。
进一步的，所述步骤（2）中也包括将原料冶炼成中厚轧制钢板，将钢板造成衬板，再按热处理工艺执行。
本发明的有益效果是：
本发明通过控制低合金钢成分、锻造和热处理工艺获取复相组织锻造衬板，增加组织紧密型和强韧性，获取不同的复相组织排序可以应对不同环境性质的磨损，提高耐磨衬板抗划痕为主、冲击、腐蚀和抗冲击为主、划痕、腐蚀磨损的质量，使耐磨衬板的强度和韧性同时提高，寿命高于目前铸造单一组织衬板的2倍以上，延长更换周期，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种贝氏体复相耐磨衬板制备方法，包括以下步骤：
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比如下：c＜0.8%、mn0.5%-14%、cr＜2%、si＜2%、cu＜0.8%、ai＜2%、mo＜1%、ni＜1%、p＜0.03%、s＜0.03%；其中c可提高合金钢的强度，控制mn的含量增加淬透性和降低ms点便于获取复相组织和改善钢的锻造性与可塑性，mn的含量根据衬板厚度的淬透性和降低ms点获取复相组织来确定含量；控制ni、ai和cu的含量可抵抗外界腐蚀能力，mo、cr和si辅助用于淬透性和耐腐蚀；其它微量元素起到细化晶粒作用，有害元素p＜0.03%、s＜0.03%、的控制对衬板的强度、塑性、断裂韧性、切削、疲劳、热脆以及耐蚀等性能有很大提高，合金控制提高强度和耐腐蚀性；而本发明中最重要的改进点在于控制mn的含量；
（2）将上述原料按照工艺冶炼成钢锭；钢锭开坯后进行热锻造，始锻温度1200℃，终锻温度800℃，最后轧制成型或精加工成型，成型后保温随炉冷却到室温；通过热锻造改变铸态衬板组织原有的偏析、疏松、气孔、夹渣、较大的柱状晶和疏松；通过锻造衬板大的塑性变形，原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能及铸造产品缺陷，提高衬板质量的稳定性；
（3）成型后加热到奥氏体温度后，保温时间根据衬板厚度最低按每毫米两分钟计算；快冷却到ms点淬火处理后再慢冷到室温，最后再进行回火得到复相组织的锻造衬板，复相组织有贝氏体和马氏体抗划痕为主、贝氏体、马氏体和奥氏体划痕和冲击为主、贝氏体和奥氏体抗冲击为主、马氏体和奥氏体组织抗划痕为主的衬板；其中ms点根据合金元素的使用量来计算，ms点后慢冷，指的是等温或采用措施来控制冷却速度；根据控制ms点以下温度来获取贝氏体、马氏体和奥氏体或马氏体和奥氏体复相组织的比例；回火获取良好的强韧性的配比，提高韧性降低衬板断裂；复相组织可以应对复杂磨损条件，奥氏体组织抗冲击磨损性能好，贝氏体、马氏体组织耐划痕磨损较好；复相组织的金属可根据磨损环境匹配不同组织来抗击磨损来提高衬板的使用寿命。
步骤（3）中也包括从奥氏体温度冷却到室温再回火处理。
步骤（2）中也可以将原料冶炼成中厚轧制钢板，将钢板热锻造成衬板，冷却到室温，然后再进行热处理。
本发明通过控制低合金钢成分，锰的含量来调整淬透性和复相组织含量和排序，少量的贵金属合金元素提高衬板强度和耐腐蚀性；让锻造增加组织紧密型和减少产品铸造过程带来的缺陷，再通过热处理控制复相金相组织获取良好耐磨性，来应对不同环境性质的磨损，总体集成结合提高耐磨衬板的质量，即耐划痕又耐冲击和腐蚀磨损，产品质量得到稳定性控制，寿命高于目前衬板寿命2倍以上，延长更换周期降低生产成本和应用所有成本；我国每年因球磨机磨球磨损消耗近200万t，各种破碎机衬板消耗近50万t，轧辊消耗近60万t，各种工程挖掘机、装载机、破碎机锤头和鄂板等消耗超过50万t，因此对原铸造耐磨产品的研究发展具有十分重大的意义。
实施例1
按照下述步骤制备
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比控制如下：c0.2%、mn1%、cu0.2%、cr0.8%、si0.3%、p0.01%、s0.005%、；
（2）将上述原料冶炼成钢锭；
（3）钢锭后进行热锻造，始锻温度1200℃，终锻温度800℃，最后轧制成型或精加工成型，成型后保温慢冷到室温；
（4）成型后加热到奥氏体温度后，自然冷却到ms点堆冷却到室温，最后再进行退火得到所需马氏体和奥氏体两相组织的衬板产品。
经测试，衬板厚度20mm耐冲击、划痕、腐蚀为主，最终产品抗拉强度为1100mpa，屈服强度值为930mpa，断后伸长率为18%，断面收缩率为60%，硬度hrc30，冲击功为v型缺口＞60j，滑动磨损2.90，冲击磨损1.15。
实施例2
按照下述步骤制备
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比控制如下：c0.5%、mn3%、cr0.6%、si0.5%、ai0.5%、mo0.3%、p0.02%、s0.03%、；
（2）将上述原料冶炼成钢锭；
（3）钢锭后进行热锻造，始锻温度1200℃，终锻温度800℃，最后轧制成型或精加工成型，成型后保温慢冷到室温；
（4）成型后加热到奥氏体温度后，风冷却到ms点等温后冷却到室温，最后再进行退火得到所需贝氏体马氏体和奥氏体三相组织的衬板产品。
经测试，衬板厚度50mm耐冲击、划痕为主，最终产品抗拉强度为1200mpa，屈服强度为1080mpa，断后伸长率为16%，断面收缩率为62%，硬度hrc38，冲击功v型缺口＞60j，滑动磨损2.80，冲击磨损1.32。
实施例3
按照下述步骤制备
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比控制如下：c0.5%、mn14%、cu0.3%、cr0.3%、ai0.9%、si0.9%、p0.01%、s0.02%；
（2）将上述原料冶炼成钢锭；
（3）钢锭后进行热锻造，始锻温度1200℃，终锻温度800℃，最后轧制成型或精加工成型，成型后保温慢冷到室温；
（4）成型后加热到奥氏体温度后，冷却到室温，最后再进行回火处理，得到所需奥氏体和马氏体两相组织的衬板产品。
经测试，衬板厚度200mm耐冲击、划痕、腐蚀为主，最终产品抗拉强度为1150mpa，屈服强度值为920mpa，断后伸长率为15%，断面收缩率为66%，硬度hrc35，冲击功v型缺口＞60j，滑动磨损3.85，冲击磨损1.20。
实施例4
按照下述步骤制备
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比控制如下：c0.8%、mn6%、cr0.8%、si0.9%、ni0.5%、p0.01%、s0.03%；
（2）将上述原料冶炼成钢锭；
（3）钢锭后进行热锻造，始锻温度1200℃，终锻温度800℃，最后轧制成型或精加工成型，成型后保温慢冷到室温；
（4）成型后加热到奥氏体温度后，雾冷却到ms点炉冷却到室温，最后再进行退火得到所需马氏体、贝氏体和奥氏体三相组织的衬板产品。
经测试，衬板厚度300mm耐划痕和冲击、腐蚀为主，最终产品抗拉强度为1800mpa，屈服强度值为1320mpa，断后伸长率为10%，断面收缩率为40%，硬度hrc53，冲击功v型缺口＞60j，滑动磨损0.15，冲击磨损0.29。
实施例5
按照下述步骤制备
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比控制如下：c0.8%、mn10%、cu0.1%、cr0.6%、si0.6%、p0.01%、s0.02%；
（2）将上述原料冶炼成钢锭；
（3）衬板厚度400mm钢锭后进行热锻造，始锻温度1200℃，终锻温度800℃，最后轧制毛坯保温慢冷到室温，再精加工成型；
（4）成型后加热到奥氏体温度后，风冷却到ms点再自然冷却到室温，最后再进行退火得到所需贝氏体、奥氏体和马氏体三相组织的产品。
经测试，衬板厚度350mm耐冲击和划痕、腐蚀为主，最终产品抗拉强度为1840mpa，屈服强度值为1380mpa，断后伸长率为11%，断面收缩率为46%，硬度hrc53，冲击功v型缺口＞60j，滑动磨损1.21，冲击磨损2.38。
实施例6
按照下述步骤制备
（1）原料选择
选择低合金钢作为原料，低合金钢中主要元素质量百分比控制如下：c0.8%、mn8%、cu0.5%、cr0.3%、si0.3%、p0.02%、s0.04%；
（2）将上述原料冶炼成钢锭；
（3）钢锭后进行热锻造，始锻温度1200℃，终锻温度800℃，最后轧制成型后保温慢冷到室温；
（4）衬板厚度10mm成型后加热到奥氏体温度后，自然冷却到ms点等温在冷却到室温，最后再进行退火得到所需贝氏体、马氏体和奥氏体三相组织的产品。
经测试，衬板厚度500mm耐划痕、冲击、腐蚀为主，最终产品抗拉强度为1860mpa，屈服强度值为1430mpa，断后伸长率为10%，断面收缩率为42%，硬度hrc54，冲击功v型缺口＞60j，滑动磨损1.20，冲击磨损1.65。
本发明基于耐磨衬板质量上进行合理的集成优化设计提高耐磨衬板质量，特征在于贝氏体复相耐磨衬板可以同时应对划痕、冲击和腐蚀的磨损；主要化学元素提高衬板的强度、耐蚀性和淬透性的作用，控制有害元素提高衬板的质量和性能；锻造使其组织更加紧密，提高了衬板的塑性和力学性能，克服了铸造产品的缺陷；热处理获取不同的复相组织提高衬板的韧性和硬度匹配，提高抗划痕磨损和冲击磨损的能力；克服目前铸造耐磨衬板的化学元素不稳定、铸造容易出现缺陷，单一组织强韧性匹配不佳，使用寿命短的基础上，结合高端钢种的研发方向；保证耐磨衬板质量和良好的耐磨性；本发明所阐述的耐磨衬板技术与现有铸造低合金衬板、锰钢耐磨铸造衬板、高铬铸铁铸造衬板和耐磨钢板的技术相比，具有耐磨性高、成本低，生产设备和工艺简单易于大规模工业化生产，性能可以达到或超过国外系列化产品的高性能耐磨钢衬板，耐磨性能可以覆盖进口高端耐磨衬板系列产品。