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一种高高速

阅读:282发布:2020-05-12

专利汇可以提供一种高高速专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种高 钒 高速 钢 ,其成分 质量 百分比为: 碳 (C)2.4%-3.0%,钒(V)5.0%-6.0%,铬(Cr)4.0%-5.5%,钼(Mo)4.0%-6.0%,镍(Ni)0.5%-1.0%,铌(Nb)1.0%-2.0%, 硅 (Si)0.4%-1.0%,磷(P)<0.04%,硫(S)<0.04%,余量为 铁 (Fe)。本发明提供的高钒 高速钢 ,增加了钼和钒的含量以取代钨元素增加高速钢的淬透性和 耐磨性 ,同时又满足了其 力 学的性能要求。,下面是一种高高速专利的具体信息内容。

1.一种高高速的制备方法,包括步骤:
利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生温度达到1420℃时候加入铬铁、铁,钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg条/吨钢液的量插入铝条进行脱
将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,温度维持在
1450-1480℃时,在离心机上直接浇注成轧辊;浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火;轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性达到高铬铸
2
铁的4.6倍,经检测,其硬度值为64HRC,冲击韧性值15-17J/cm,抗拉强度960-1000MPa;
其中各成分质量百分比如下:
2.5%,钒5.1%,铬4.5%,钼4.2%,镍0.8%,铌1.4%,硅0.5%,磷0.029%,硫
0.034%,余量为铁。
2.一种高钒高速钢的制备方法,包括步骤:
利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;
将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,温度维持在
1450-1480℃时,在离心机上直接浇注成轧辊;浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火;轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性达到高铬铸
2
铁的4.1倍,经检测,其硬度值为66HRC,冲击韧性值14-16J/cm,抗拉强度1020-1080MPa;
其中各成分质量百分比如下:
碳3.0%,钒5.6%,铬5.3%,钼6.0%,镍0.5%,铌1.9%,硅0.8%,磷0.036%,硫
0.03%,余量为铁。
3.一种高钒高速钢的制备方法,包括步骤:
利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;
将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度 不低于1560℃,温度维持在
1450-1480℃时,在离心机上直接浇注成轧辊;浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火;轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性达到高铬铸
2
铁的3.4倍,经检测,其硬度值为62HRC,冲击韧性值16-18J/cm,抗拉强度1000-1050MPa;
其中各成分质量百分比如下:
碳2.8%,钒6.0%,铬4.2%,钼5.2%,镍0.7%,铌1.1%,硅0.6%,磷0.031%,硫
0.028%,余量为铁。
4.一种高钒高速钢的制备方法,包括步骤:
利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,温度达到
1420℃时候加入铬铁、硅铁,钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,温度维持在1450-1480℃时,在离心机上直接浇注成轧辊;浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:
1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火;轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性达到高铬铸铁
2
3.8倍,经检测,其硬度值为63.5HRC,冲击韧性值15.5-17.5J/cm,抗拉强度980-1020MPa;
其中各成分质量百分比如下:
碳2.4%,钒5.0%,铬5.5%,钼4.0%,镍0.6%,铌1.0%,硅1.0%,磷0.027%,硫
0.036%,余量为铁。
5.一种高钒高速钢的制备方法,包括步骤:
利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,温度维持在1450-1480℃时,在离心机上直接浇注成轧辊;浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火;轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性达到高
2
铬铸铁的4.3倍,经检测,其硬度值为64.5HRC,冲击韧性值14.5-16.5J/cm,抗拉强度
1040-1100MPa;
其中各成分质量百分比如下:
碳2.9%,钒5.8%,铬4.0%,钼5.7%,镍1.0%,铌2.0%,硅0.4%,磷0.034%,硫
0.026%,余量为铁。

说明书全文

一种高高速

技术领域

[0001] 本发明涉及一种耐磨金属材料,更具体地涉及一种高钒高速钢

背景技术

[0002] 高速钢是高速工具钢的简称,是一种成分复杂的化合物,高速钢除含有高的量外,还有大量的W、Cr、V、Mo等合金成分;合金和碳元素形成了大量的碳化物,使高速钢具有高硬度、高红硬性、高耐磨性和足够的韧性,极大地提高了其切削速度,高速钢的发明使切削中碳钢的速度由8m/min提高到大约30m/min;因此带来了机床工具行业的革命。
[0003] 随着被加工材料的不断变化及生产加工的需要,人们不断改变高速钢的成分,先后出现了钴高速钢、高钼高速钢M1、钨钼高速钢M2、高碳高钒高速钢、加硫易切削高速钢、超硬高速钢M40系列。目前,高速钢常用于钻头、丝锥、锯条以及滚刀、插齿刀、拉刀等精密工具,尤其适用于制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具
[0004] 高钒高速钢是近十多年来出现的一种新钢种,高钒高速钢不含W,同时加大碳元素的含量,形成VC和V4C3,使高速钢得到高的硬度和耐磨性。高钒高速钢以钒为主要添加元素,辅以铬钼等其他合金元素,充分利用钒碳化合物(VC)硬度高、形态好的特点来提高材料的韧性及耐磨性。作为新一代耐磨材料,高钒高速钢目前已被用于生产轧辊、锤头、球磨机衬板转子体等多种耐磨件。
[0005] 实践证明,高钒耐磨合金的韧性比高铬高,耐磨性是高铬铸铁的3倍以上,裂纹敏感性比高铬铸铁低,性能价格比也高,具有广泛的推广应用前景,势必替代高铬铸铁,成为新一代高耐磨材料的主流。该合金可大大提高耐磨部件的使用寿命和主机运行效率,完全可替代各种用于磨料磨损工况的耐磨铸铁类材料。用高钒耐磨合金制造的破碎机锤头、轧钢机导轮、轧辊等,在工程机械、建材、矿山、电等行业有着广泛应用,社会经济效益显著,对国民经济发展有重要促进作用。

发明内容

[0006] 本发明的目的提供一种硬度高、耐磨性好的高钒高速钢,本发明所述的高钒高速钢成分质量百分比如下:
[0007] 碳(C)2.4%-3.0%,钒(V)5.0%-6.0%,铬(Cr)4.0%-5.5%,钼(Mo)4.0%-6.0%,镍(Ni)0.5%-1.0%,铌(Nb)1.0%-2.0%,(Si)0.4%-1.0%,磷(P)<0.04%,硫(S)<0.04%,余量为铁(Fe);
[0008] 并且所述高钒高速钢通过以下方法制备:
[0009] 利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,当温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,待钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,按1kg条/吨钢液的量插入铝条进行脱;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,当温度维持在1450-1480℃时,在离心机上直接浇注成轧辊。
[0010] 碳(C)对钢的强度、硬度、淬透性以及耐磨性都有非常重要的影响。碳是形成碳化物的基本元素,碳的含量过低则碳化物少,耐磨性低,但是碳含量太高容易增大材料的脆性,所以碳元素的含量要控制在一定范围,综合比较,碳含量控制在2.4%-3.0%。优选地,碳含量控制在2.5%-2.8%。
[0011] 钒(V)对高速钢耐磨性的影响最为显著,有利于MC型碳化物的形成,提高钒的含量可获得大量尺寸细小、弥散分布的颗粒状MC型碳化物,从而提高高速钢的耐磨性。本发明的高钒高速钢中的钒含量控制在5.0%-6.0%。优选地,钒含量控制在5.6%-5.8%。
[0012] 铬(Cr)可以提高钢的淬透性,与碳、铁形成多种化合物(Fe,Cr)3C,可显著提高耐磨性,同时固溶强化基体,在提高强度和硬度的同时而不降低冲击韧度,是耐磨材料的基本元素之一,同时还具有较强的高温抗氧化、抗脱碳作用。本发明的高钒高速钢中的铬含量控制在4.0%-5.5%。优选地,铬含量控制在4.5%-5.3%。
[0013] 钼(Mo)在高速钢中能形成足够的二次碳化物,通过高温固溶淬火获得高钼氏体。同时,钼可以减小碳化物的尺寸,细化组织,从而提高合金耐磨性,本发明的高钒高速钢中的钼含量控制在4.0%-6.0%。优选地,钼含量控制在4.2%-5.7%。
[0014] 铌(Nb)是一种强烈促进MC相形成的元素,添加铌的目的在于用铌取代钒参与MC型碳化物的形成,迫使钒固溶在基体组织中,以提高材料的二次硬化能力。钒、铌加入后,能明显提高亚共晶成分高速钢的耐磨性。本发明的高钒高速钢中的铌含量控制在1.0%-2.0%。优选地,铌含量控制在1.4%-1.9%。
[0015] 镍(Ni)能提高钢的强度,而不降低其塑性,改善钢的低温韧性,降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性,同时扩大奥氏体相区,是奥氏体化的有效元素,本发明的高钒高速钢中的镍含量为0.5%-1.0%。优选地,镍含量控制在0.6%-0.8%。
[0016] 硅(Si)能强化铁素体,提高钢的强度和硬度,降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性,增加钢的回火稳定性,提高钢的耐热性。和铬、钼结合,能够提高钢的抗腐蚀性和抗氧化性,本发明的高钒高速钢中的硅含量为0.4%-1.0%。优选地,硅含量控制在0.6%-0.8%。
[0017] 硫(S)和磷(P)均是钢中的有害元素,其含量均要求<0.04%。
[0018] 本发明提供的高钒高速钢,增加了钼和钒的含量以取代钨元素增加高速钢的淬透性和耐磨性,同时又满足了其力学的性能要求。
[0019] 本发明中的高钒高速钢制备过程如下:利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,当温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,待钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,当温度维持在1450-1480℃时,可以在离心机上直接浇注成轧
2
辊。根据其实际的应用效果,其硬度值为62-66HRC,冲击韧性值14-18J/cm,抗拉强度
950-1100MPa。其硬度高、组织致密,耐磨性能优良。

具体实施方式

[0020] 以下结合实施例对本发明作进一步描述:
[0021] 实施例1
[0022] 利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,当温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,待钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,当温度维持在1450-1480℃时,可在离心机上直接浇注成轧辊。浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火。轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性
2
达到高铬铸铁的4.6倍,经检测,其硬度值为64HRC,冲击韧性值15-17J/cm,抗拉强度
960-1000MPa,力学性能符合使用要求,其化学成分如表1所示。
[0023] 实施例2
[0024] 利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,当温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,待钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,当温度维持在1450-1480℃时,可在离心机上直接浇注成轧辊。浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火。轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性
2
达到高铬铸铁的4.1倍,经检测,其硬度值为66HRC,冲击韧性值14-16J/cm,抗拉强度
1020-1080MPa,力学性能符合使用要求,其化学成分如表1所示。
[0025] 实施例3
[0026] 利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,当温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,待钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,当温度维持在1450-1480℃时,可在离心机上直接浇注成轧辊。浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火。轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性
2
达到高铬铸铁的3.4倍,经检测,其硬度值为62HRC,冲击韧性值16-18J/cm,抗拉强度
1000-1050MPa,力学性能符合使用要求,其化学成分如表1所示。
[0027] 实施例4
[0028] 利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,当温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,待钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,当温度维持在1450-1480℃时,可在离心机上直接浇注成轧辊。浇注后的铸件需要进行热处理,其热处理工艺为:1000-1050℃高温淬火,480-530℃回火。轧辊组织致密,无裂纹,耐磨性达到
2
高铬铸铁的3.8倍,经检测,其硬度值为63.5HRC,冲击韧性值15.5-17.5J/cm,抗拉强度
980-1020MPa,力学性能符合使用要求,其化学成分如表1所示。
[0029] 实施例5
[0030] 利用100kg中频感应电炉进行熔炼,所用炉料为已经称量好的废钢和生铁,当温度达到1420℃时候加入铬铁、硅铁,待钢液温度达到1520℃时,加入钼铁、Ni和铌铁,1560℃时候加入钒铁,目的是为了减少烧损,搅拌,按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧;将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育,出钢液时温度不低于1560℃,当温度维
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