1.本發(fā)明涉及金屬鑄件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金及其鑄造方法。

背景技術(shù)：

2.隨著冶金、礦山等技術(shù)的發(fā)展，自磨機(jī)、半自磨機(jī)設(shè)備趨于大型化、高效化，對襯板材料的要求更高。

3.目前常用的磨機(jī)襯板材料有三大類：(1)高錳鋼系列：在傳統(tǒng)高錳鋼的基礎(chǔ)上通過提高錳含量、加入合金元素等方法以提高其綜合力學(xué)性能，但由于高錳鋼屈服強(qiáng)度低，在使用中易塑性變形，導(dǎo)致維護(hù)拆卸困難。(2)耐磨鑄鐵系列：耐磨鑄鐵雖然擁有較高的硬度，但其脆性大，易斷裂，不適用于具有一定沖擊力的工況條件。(3)低、中合金鋼系列：通過調(diào)整合金元素成分及含量，優(yōu)化熱處理工藝在滿足使用需要的條件下降低成本。隨著工業(yè)的發(fā)展，各類磨機(jī)也由小變大，從九十年代的4米左右，發(fā)展到現(xiàn)在的5～9米為主，在一些大型廠礦甚至有9米以上的大型或特大型半自磨機(jī)，這就需要一種能滿足需求的新型襯板材料，襯板提升條在提升物料過程中受物料研磨最為頻繁，因此增強(qiáng)襯板提升條的耐磨性能有效提高襯板使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的是提供一種用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金及其鑄造方法，該方法制備的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金耐磨性能良好，且具有較長的使用壽命。

5.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

6.本發(fā)明的技術(shù)方案之一：一種用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金由襯板基體和硬質(zhì)合金組成；

7.所述襯板基體包括以下重量百分比的成分：c為0.60～0.80％、cr為1.80～2.20％、mo為0.30～0.60％、si為0.30～0.80％、mn為0.60～0.80％、ni為0.50～1.00％、v為0.10～0.20％、nb為0.01～0.0.03％、re為0.005～0.015％、s≤0.025％、p≤0.025％，余量為fe與不可避免的雜質(zhì)；

8.所述硬質(zhì)合金為wc顆粒。

9.進(jìn)一步地，所述硬質(zhì)合金為硬質(zhì)合金棒，長度為150～200mm，在襯板基體上均勻分布，間距為50mm。進(jìn)一步地，所述wc顆粒的粒徑為0～10μm。

10.本發(fā)明的技術(shù)方案之二：一種上述的用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金的鑄造方法，包括以下步驟：

11.(1)熔煉：按成分比例配制好原料進(jìn)行熔煉得到鋼水，將鋼水澆入放有硬質(zhì)合金顆粒的鑄型中，冷卻后得到硬質(zhì)合金與襯板基體結(jié)合體；

12.(2)熱處理：將步驟(1)制備得到的結(jié)合體依次進(jìn)行正火處理和回火處理得到所述鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金。

13.進(jìn)一步地，步驟(2)中所述正火處理具體包括：將步驟(1)制備得到的結(jié)合體加熱到590～610℃，保溫3h，然后升溫至900～960℃，保溫8h。

14.進(jìn)一步地，所述加熱到590～610℃的升溫速度≤80℃/h；所述升溫至900～960℃的升溫速度≤50℃/h。

15.進(jìn)一步地，步驟(2)中所述回火處理具體包括：將經(jīng)過正火處理的結(jié)合體加熱到340～360℃，保溫3h，然后升溫至600～660℃，保溫12h。

16.進(jìn)一步地，所述加熱到340～360℃的升溫速度≤50℃/h；所述升溫至600～660℃的升溫速度≤50℃/h。

17.進(jìn)一步地，所述鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金的厚度為150～200mm。

18.更進(jìn)一步地，所述原料在熔煉前需要進(jìn)行烘烤處理。

19.更進(jìn)一步地，所述熔煉具體包括：按成分比例配置好原料，按照加料順序依次加入，喂鋁線進(jìn)行脫氧預(yù)和終脫氧，出爐溫度為1600～1650℃，出鋼時(shí)采用稀土合金及硅鈣合金進(jìn)行孕育變質(zhì)處理，并采用爐外精煉技術(shù)，使夾雜物上浮，保證鋼水純凈度，將熔煉好的鋼水澆入放有硬質(zhì)合金顆粒的鑄型中，冷卻后，得到硬質(zhì)合金與襯板基體結(jié)合體。

20.更進(jìn)一步地，所述的用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金需要具備：

①

硬質(zhì)合金的底面及側(cè)面質(zhì)量良好，表面無明顯缺陷；

②

硬質(zhì)合金顆粒尺寸應(yīng)在0～10μm，硬質(zhì)合金棒半徑為6～10mm，長度為150～200mm；

③

硬質(zhì)合金的整體硬度應(yīng)≥100hrc。

21.本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

22.(1)本發(fā)明通過原料成分及配比的調(diào)整，結(jié)合熱處理方法，制備得到的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，耐磨性能優(yōu)異，綜合力學(xué)性能良好，其硬度為350hbw，沖擊功為45j，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500mpa，屈服強(qiáng)度達(dá)到1100mpa，斷裂伸長率達(dá)到8％，斷面收縮率達(dá)到14％，其提升條部位硬度達(dá)到400hbw。(2)本發(fā)明通過cr、mn元素的加入能夠增加鋼的淬透性，與碳結(jié)合形成高硬度的碳化物，提高鋼的耐磨性。mo能夠抑制珠光體的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)貝氏體的轉(zhuǎn)變。v、nb元素的加入使顯微組織進(jìn)一步得到細(xì)化的同時(shí)提高其回火穩(wěn)定性，抑制碳化物粗化，增強(qiáng)彌散強(qiáng)化作用。re的添加能夠凈化鋼質(zhì)，提高鋼水的品質(zhì)。使該襯板同時(shí)具備良好的強(qiáng)韌性。

附圖說明

23.為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

24.圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金的顯微組織圖；

25.圖2為本發(fā)明的正火處理的流程圖；

26.圖3為本發(fā)明的回火處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

27.現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明的多種示例性實(shí)施方式，該詳細(xì)說明不應(yīng)認(rèn)為是對本發(fā)明的限制，而應(yīng)理解為是對本發(fā)明的某些方面、特性和實(shí)施方案的更詳細(xì)的描述。

28.應(yīng)理解本發(fā)明中所述的術(shù)語僅僅是為描述特別的實(shí)施方式，并非用于限制本發(fā)明。另外，對于本發(fā)明中的數(shù)值范圍，應(yīng)理解為還具體公開了該范圍的上限和下限之間的每個(gè)中間值。在任何陳述值或陳述范圍內(nèi)的中間值以及任何其他陳述值或在所述范圍內(nèi)的中間值之間的每個(gè)較小的范圍也包括在本發(fā)明內(nèi)。這些較小范圍的上限和下限可獨(dú)立地包括或排除在范圍內(nèi)。

29.除非另有說明，否則本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有本發(fā)明所述領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)人員通常理解的相同含義。雖然本發(fā)明僅描述了優(yōu)選的方法和材料，但是在本發(fā)明的實(shí)施或測試中也可以使用與本文所述相似或等同的任何方法和材料。本說明書中提到的所有文獻(xiàn)通過引用并入，用以公開和描述與所述文獻(xiàn)相關(guān)的方法和/或材料。在與任何并入的文獻(xiàn)沖突時(shí)，以本說明書的內(nèi)容為準(zhǔn)。

30.在不背離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可對本發(fā)明說明書的具體實(shí)施方式做多種改進(jìn)和變化，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。由本發(fā)明的說明書得到的其他實(shí)施方式對技術(shù)人員而言是顯而易見的。本技術(shù)說明書和實(shí)施例僅是示例性的。

31.關(guān)于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

32.以下實(shí)施例中的原料在熔煉前均經(jīng)過烘烤處理。

33.實(shí)施例1

34.一種用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，由襯板基體和硬質(zhì)合金組成；

35.襯板基體各成分的重量百分比為：c為0.60～0.80％、cr為1.80～2.20％、mo為0.30～0.60％、si為0.30～0.80％、mn為0.60～0.80％、ni為0.50～1.00％、v為0.10～0.20％、nb為0.01～0.0.03％、re為0.005～0.015％、s≤0.025％、p≤0.025％，余量為fe與不可避免的雜質(zhì)；

36.硬質(zhì)合金是粒徑為0～10μm的wc顆粒；

37.其制備方法為：

38.按質(zhì)量百分比配制原料；

39.(1)熔煉：將鉻鐵、鉬鐵、錳鐵、鎳鐵進(jìn)行配比，使其元素含量滿足預(yù)期要求，依次加入中頻爐，喂鋁線進(jìn)行脫氧預(yù)和終脫氧，溫度在1600℃時(shí)出爐，出爐時(shí)加入wc＝0.2％～0.5％的稀土合金及硅鈣合金進(jìn)行孕育變質(zhì)處理，并采用爐外精煉技術(shù)，使夾雜物上浮，得到純凈的鋼水；然后將鋼水澆入放有硬質(zhì)合金顆粒的鑄型中，冷卻后得到硬質(zhì)合金與襯板基體結(jié)合體。

40.(2)熱處理：

41.正火處理：將步驟(1)制備得到的結(jié)合體放入提前預(yù)熱至250～300℃的加熱爐中，以50～80℃/h的升溫速度將結(jié)合體加熱到590～610℃，保溫3h，然后以30～50℃/h的升溫速度升溫至900～960℃，保溫8h，隨后將襯板鑄件從加熱爐中取出，空冷至200～250℃，隨后進(jìn)行回火處理；正火處理流程圖見圖2。

42.回火處理：將經(jīng)過正火處理的結(jié)合體放入加熱爐中，以30～50℃/h的升溫速度將襯板鑄件加熱至340～360℃，保溫3h，然后以30～50℃/h的升溫速度升溫至600～660℃，保溫12h，經(jīng)空冷后，得到厚度為150～200mm的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，微觀結(jié)構(gòu)圖見圖1，回火處理流程圖見圖3。

43.實(shí)施例2

44.同實(shí)施例1，區(qū)別在于，步驟(2)，

45.正火處理具體為：將步驟(1)制備得到的結(jié)合體放入提前預(yù)熱至250～300℃的加熱爐中，以60～80℃/h的升溫速度將結(jié)合體加熱到590～610℃，保溫3h，然后以30～50℃/h的升溫速度升溫至900～960℃，保溫8h，隨后將襯板鑄件從加熱爐中取出，空冷至200～250℃，隨后進(jìn)行回火處理。

46.回火處理具體為：將經(jīng)過正火處理的結(jié)合體放入加熱爐中，以30～50℃/h的升溫速度將襯板鑄件加熱至340～360℃，保溫3h，然后以30～50℃/h的升溫速度升溫至600～660℃，保溫12h，經(jīng)空冷后，得到鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金。

47.實(shí)施例3

48.同實(shí)施例1，區(qū)別在于，步驟(2)，

49.正火處理具體為：將步驟(1)制備得到的結(jié)合體放入提前預(yù)熱至250～300℃的加熱爐中，以60～80℃/h的升溫速度將結(jié)合體加熱到590～610℃，保溫3h，然后以30～50℃/h的升溫速度升溫至900～960℃，保溫8h，隨后將襯板鑄件從加熱爐中取出，空冷至200～250℃，隨后進(jìn)行回火處理。

50.回火處理具體為：將經(jīng)過正火處理的結(jié)合體放入加熱爐中，以30～50℃/h的升溫速度將襯板鑄件加熱至340～360℃，保溫3h，然后以30～50℃/h的升溫速度升溫至600～660℃，保溫12h，經(jīng)空冷后，得到鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金。

51.效果例1

52.測定實(shí)施例1制備得到的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金的性能，結(jié)果見表1。

53.表1

54.分組實(shí)施例1硬度(hbw)350沖擊功(j)45抗拉強(qiáng)度(mpa)1500屈服強(qiáng)度(mpa)1100延伸率(％)8斷面收縮率(％)14提升條部位硬度(hbw)400

55.效果例2

56.將實(shí)施例1制備得到的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金經(jīng)造型、制芯、熔化、澆注成型得到直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板，該襯板具有優(yōu)良的耐磨性，使用壽命較長。

57.以上所述的實(shí)施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，其特征在于，鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金由襯板基體和硬質(zhì)合金組成；所述襯板基體包括以下重量百分比的成分：c為0.60～0.80％、cr為1.80～2.20％、mo為0.30～0.60％、si為0.30～0.80％、mn為0.60～0.80％、ni為0.50～1.00％、v為0.10～0.20％、nb為0.01～0.0.03％、re為0.005～0.015％、s≤0.025％、p≤0.025％，余量為fe與不可避免的雜質(zhì)；所述硬質(zhì)合金為wc顆粒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，其特征在于，所述硬質(zhì)合金為硬質(zhì)合金棒，長度為150～200mm，在襯板基體上均勻分布，間距為50mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，其特征在于，所述wc顆粒的粒徑為0～10μm。4.一種權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金的鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)熔煉：按成分比例配制好原料進(jìn)行熔煉得到鋼水，將鋼水澆入放有硬質(zhì)合金顆粒的鑄型中，冷卻后得到硬質(zhì)合金與襯板基體結(jié)合體；(2)熱處理：將步驟(1)制備得到的結(jié)合體依次進(jìn)行正火處理和回火處理得到所述鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄造方法，其特征在于，步驟(2)中所述正火處理具體包括：將步驟(1)制備得到的結(jié)合體加熱到590～610℃，保溫3h，然后升溫至900～960℃，保溫8h。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鑄造方法，其特征在于，所述加熱到590～610℃的升溫速度≤80℃/h；所述升溫至900～960℃的升溫速度≤50℃/h。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄造方法，其特征在于，步驟(2)中所述回火處理具體包括：將經(jīng)過正火處理的結(jié)合體加熱到340～360℃，保溫3h，然后升溫至600～660℃，保溫12h。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑄造方法，其特征在于，所述加熱到340～360℃的升溫速度≤50℃/h；所述升溫至600～660℃的升溫速度≤50℃/h。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄造方法，其特征在于，所述鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金的厚度為150～200mm。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種用于直徑12.2m半自磨機(jī)的鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金及其鑄造方法，屬于金屬鑄件制造技術(shù)領(lǐng)域。該鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，由襯板基體和硬質(zhì)合金組成；襯板基體包括以下重量百分比的成分：C為0.60～0.80％、Cr為1.80～2.20％、Mo為0.30～0.60％、Si為0.30～0.80％、Mn為0.60～0.80％、Ni為0.50～1.00％、V為0.10～0.20％、Nb為0.01～0.0.03％、Re為0.005～0.015％、S≤0.025％、P≤0.025％，余量為Fe。本發(fā)明制備得到鉻鉬鋼襯板提升條鑲嵌硬質(zhì)合金，耐磨性能優(yōu)異，綜合力學(xué)性能良好。力學(xué)性能良好。力學(xué)性能良好。

技術(shù)研發(fā)人員：王文焱 常樂怡 季齊寶 劉金超 潘愛瓊 李梓簫 謝敬佩 馮悅 馬竇琴 高銘 崔云峰 王愛琴 柳培 毛志平

受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南科技大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.12.24

技術(shù)公布日：2022/3/29