稀土改性V-Cr-Mn铁基耐磨合金材料及其制备方法与流程

本发明涉及v-cr-mn铁基耐磨合金材料，具体涉及稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料及其制备方法。

背景技术：

1、机械设备中的一些关键部件的材料需要同时具备高硬度、高耐磨性和高韧性，例如，球磨机中的衬板、磨球。球磨机是用于粉磨各种矿石等物料的设备，在将矿石等物料磨碎时，衬板、磨球会受到频繁不定向的撞击以及与物料之间的反复碾磨，通常选用高硬度的高铬(cr)铸铁或高韧性的高锰(mn)钢等耐磨合金材料制作，以防止被粉状物料快速磨损。但高铬铸铁、高锰钢的缺点是，耐磨性偏低，衬板、磨球的使用周期短需要频繁更换，使用成本高。

2、作为耐磨合金，v-cr-mn铁基耐磨合金具有比高铬铸铁、高锰钢更优异的性能。v-cr-mn铁基耐磨合金的性能取决于钒的含量和组织，其中起主要作用的是聚合形态的碳化钒(vc)颗粒。产生理想的碳化钒颗粒需要钒的含量(百分比)达到9％甚至12％以上、并且需要在1700℃以上的温度条件下熔炼以及后续的热处理，不仅熔炼温度高、工艺流程复杂，还需要大量价格昂贵的钒，限制了v-cr-mn铁基耐磨合金的使用。

技术实现思路

1、本发明的目的是，解决现有v-cr-mn铁基耐磨合金存在的含钒量高、工艺流程复杂的问题。

2、第一技术方案为稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料由以下质量百分比的组份组成：

3、碳(c)：2.0％～3.0％，硅(si)：0.8％～1.6％，铬(cr)：6.0％～12.0％，锰(mn)：4.0％～8.0％，钒(v)：5.0～8.0％，稀土元素铈(ce)：0.1％～0.3％，其余为铁(fe)，

4、稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料由符合上述组份的原材料，以规定熔炼温度1500-1550℃和规定熔炼时间(t1)进行熔炼，之后以规定保温时间(t2)进行保温获得1500-1550℃的铁水浇注而成。

5、优选，由以下质量百分比的组份组成：

6、碳(c)：2.0％～2.3％，硅(si)：0.80％～1.0％，铬(cr)：6.0％～8.0％，锰(mn)：4.0％～5.0％，钒(v)：5.0～6.0％，稀土元素铈(ce)：0.1％～0.2％，其余为铁(fe)。

7、优选，规定熔炼时间(t1)为30-50min，规定保温时间(t2)为10-30min。

8、优选，材料包括废钢、生铁、钒铁、铬铁、锰铁和/或增碳剂。

9、第二技术方案为稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料的制备方法，耐磨合金由以下质量百分比的组份组成：

10、碳(c)：2.0％～3.0％，硅(si)：0.8％～1.6％，铬(cr)：6.0％～12.0％，锰(mn)：4.0％～8.0％，钒(v)：5.0～8.0％，稀土元素铈(ce)：0.1％～0.3％，其余为铁(fe)，

11、制备方法包括以下步骤：

12、配料步骤(s1)：测定各种材料的元素含量，根据测定结果，计算出配置耐磨合金元素组份的各种材料的质量，依此称取材料，再称取一定量的稀土孕育剂，将称量好的材料、稀土孕育剂作为炉料，

13、熔炼步骤(s2)：将配置好的炉料投入电炉熔炼，以熔炼温度1500-1550℃和规定熔炼时间(t1)进行熔炼，之后以规定保温时间(t2)进行保温，获得1500-1550℃的铁水，

14、出炉、浇铸步骤(s3)：将1500-1550℃的铁水出炉，倒入到预热钢包中作为熔体，保持熔体的温度同时进行扒渣，之后倒入模型中浇注成形，制成稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料。

15、优选，耐磨合金由以下质量百分比的组份组成：

16、碳(c)：2.0％～2.3％，硅(si)：0.80％～1.0％，铬(cr)：6.0％～8.0％，锰(mn)：4.0％～5.0％，钒(v)：5.0～6.0％，稀土元素铈(ce)：0.1％～0.2％，其余为铁(fe)。

17、优选，规定熔炼时间(t1)为30-50min，规定保温时间(t2)为10-30min。

18、优选，材料包括废钢、生铁、钒铁、铬铁、锰铁和/或增碳剂。

技术特征：

1.稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的组份组成：

2.根据权利要求1所述的稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的组份组成：

3.根据权利要求1或2所述的稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料，其特征在于，所述规定熔炼时间(t1)为30-50min，所述规定保温时间(t2)为10-30min。

4.根据权利要求3所述的稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料，其特征在于，所述材料包括废钢、生铁、钒铁、铬铁、锰铁、包含铈(ce)的稀土孕育剂和/或增碳剂。

5.稀土改性v-cr-mn铁基耐磨合金材料的制备方法，其特征在于，所述耐磨合金由以下质量百分比的组份组成：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述耐磨合金由以下质量百分比的组份组成：

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述规定熔炼时间(t1)为30-50min，所述规定保温时间(t2)为10-30min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述材料包括废钢、生铁、钒铁、铬铁、锰铁、包含铈(ce)的稀土孕育剂和/或增碳剂。

技术总结
本发明涉及稀土改性V‑Cr‑Mn铁基耐磨合金材料及其制备方法，包括碳2.0％～3.0％，硅0.8％～1.6％，铬6.0％～12.0％，锰4.0％～8.0％，钒5.0～8.0％，稀土元素铈0.1％～0.3％，其余为铁Fe。根据上述组份含量和原材料成分设定原材料的配比，配置炉料。炉料在感应炉中以1500‑1550℃的温度熔炼10～30分钟后，在同样温度条件下保温30‑50分钟。之后将温度为1500‑1550℃的铁水到预热钢包中，用干燥的放热粉末覆盖熔体，在保持温度的同时进行扒渣。出炉前用铝丝终脱氧后倒入树脂砂型中浇注成形，得到稀土改性V‑Cr‑Mn铁基耐磨合金材料。减少钒使用量的同时降低熔炼温度。

技术研发人员：宋晓燕,马志宏,周利光,王俊,贾怀宇
受保护的技术使用者：内蒙古环投环保技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14