一種高鉻合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高鉻合金鋼材料及其制備方法，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳2.6-2.8%、鉻11.3-12.5%、鎳0.1-0.3%、錳0.3-0.5%、鉬0.04-0.06%、釩0.3-0.5%、鈦0.005-0.006%、銅0.7-0.8%、P≤0.03、S≤0.03、余量為鐵。本發明通過提高鉻的含量，可以提高鋼的淬透性和耐腐蝕性，合理設置配比和生產工藝，形成的合金材料具有優異的綜合力學性能，具有超高的強度、耐磨性好、耐腐蝕強等優點；采用的精煉劑用于鑄造生產，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，得到有效的控制，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低。
【專利說明】一種高鉻合金鋼材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料領域，尤其涉及一種高鉻合金鋼材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]合金鋼的發展已經有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業上被應用，主要有以下類型:調質鋼、彈簧鋼、工具鋼、高速鋼、模具鋼、高中低碳合金鋼等，目前為止，雖然合金鋼技術得到很大發展，但是，仍有很多問題存在，如耐磨性、耐腐蝕性能、沖擊韌性、硬度等不能兼顧，在很多場合還不能滿足生產的要求，還需要進一步改進，以提高生產效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術發展提供保障，為社會發展提供動力，任務還很艱巨。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種高鉻合金鋼材料及其制備方法，具有高硬度和高耐磨性等優點，可以作為軸承用鋼和研磨球用鋼的原材料。
[0004]為了實現上述目的本發明采用如下技術方案:
[0005]一種高鉻合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳2.6-2.8%、鉻 11.3-12.5%、鎳 0.1-0.3%、錳 0.3-0.5%、鑰 0.04-0.06%、釩 0.3-0.5%、鈦 0.005-0.006%、銅 0.7-0.8%、P ≤ 0.03、S ≤0.03、余量為鐵。
[0006]優選地，所述的高鉻合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
2.7%、鉻 12%、鎳 0.2%、錳 0.4%、鑰 0.05%、釩 0.4%、鈦 0.006%、銅 0.75%、P ≤ 0.03、S ≤0.03、
余量為鐵。
[0007]所述的高鉻合金鋼材料的其制備方法，包括以下步驟:
[0008](1)將廢鋼在電弧爐內熔化冶煉，進行脫硫、脫氧；
[0009](2)合金化；
[0010](3)將合金化后的鋼水倒入精煉爐內，加入精煉劑進行精煉、澆鑄、鑄后熱處理。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以250_270°C/小時速率升溫至980-1000°C，保溫5小時；再以180-200°C /小時速率降溫至600-630°C，保溫30分鐘；再以140_150°C /小時速率降溫至270-300°C，保溫4小時；再以150-170°C /小時速率升溫至480_520°C，保溫3小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 13-16、輕質碳酸鈣2-3、二氧化硅2-3、氧化鋅1-2、硅灰石粉3-4、氫氧化鎂10-12、硅藻土 4_5、氫氧化鋁8_10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、BaC033-4、BaF22_3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量
2-3%的硅烷偶聯劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8_15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0013]與已有技術相比，本發明的有益效果如下:[0014]本發明通過提高鉻的含量，可以提高鋼的淬透性和耐腐蝕性，合理設置配比和生產工藝，形成的合金材料具有優異的綜合力學性能，具有超高的強度、耐磨性好、耐腐蝕強等優點；采用的精煉劑用于鑄造生產，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，得到有效的控制，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0016]實施例1: [0017]一種高鉻合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳2.7%、鉻12%、鎳 0.2%、錳 0.4%、鑰 0.05%、釩 0.4%、鈦 0.006%、銅 0.75%、P ≤ 0.03、S ≤ 0.03、余量為鐵。
[0018]所述的高鉻合金鋼材料的其制備方法，包括以下步驟:
[0019](I)將廢鋼在電弧爐內熔化冶煉，進行脫硫、脫氧；
[0020](2)合金化；
[0021](3)將合金化后的鋼水倒入精煉爐內，加入精煉劑進行精煉、澆鑄、鑄后熱處理。
[0022]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以260°C /小時速率升溫至1000°C，保溫5小時；再以200°C /小時速率降溫至600°C，保溫30分鐘；再以150°C /小時速率降溫至300°C，保溫4小時；再以160°C /小時速率升溫至520°C，保溫3小時，取出空冷即得。
[0023]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3、粘土 15、輕質碳酸鈣2.5、二氧化硅2.5、氧化鋅1.5、硅灰石粉3.5、氫氧化鎂11、硅藻土 5、氫氧化鋁10、玉石粉3.5、蒙脫石1.5、BaC033.5、BaF22.5 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量3%的硅烷偶聯劑KH-550、2%的納米碳粉，混合均勻后，在12Mpa下壓制成坯，然后，在950°C下煅燒4小時，冷卻后，再粉碎成200目粉末，即得。
[0024]本實施例1的高鉻合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1310MPa，屈服強度856MPa，延伸率29%，沖擊韌性73J/cm2，硬度321HB。
【權利要求】
1.一種高鉻合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 2.6-2.8%、鉻 11.3-12.5%、鎳 0.1-0.3%、錳 0.3-0.5%、鑰 0.04-0.06%、釩 0.3-0.5%、鈦0.005-0.006%、銅 0.7-0.8%、P ≤ 0.03、S ≤ 0.03、余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的高鉻合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 2.7%、鉻 12%、鎳 0.2%、錳 0.4%、鑰 0.05%、釩 0.4%、鈦 0.006%、銅 0.75%、P≤0.03、S≤0.03、余量為鐵。
3.根據權利要求1所述的高鉻合金鋼材料的其制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將廢鋼在電弧爐內熔化冶煉，進行脫硫、脫氧； (2)合金化； (3)將合金化后的鋼水倒入精煉爐內，加入精煉劑進行精煉、澆鑄、鑄后熱處理。
4.根據權利要求3所述的高鉻合金鋼材料的制備方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以250-270°C /小時速率升溫至980-1000°C，保溫5小時；再以180_200°C /小時速率降溫至600-630°C，保溫30分鐘；再以140-150°C /小時速率降溫至270-300°C，保溫4小時；再以150-170°C /小時速率升溫至480-520°C，保溫3小時，取出空冷即得。
5.根據權利要求3所述的高鉻合金鋼材料的制備方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 13-16、輕質碳酸鈣2-3、二氧化硅2_3、氧化鋅1-2、硅灰石粉3-4、氫氧化鎂10-12、硅藻土 4-5、氫氧化鋁8_10、玉石粉3_4、蒙脫石1-2、BaC033-4、BaF22_3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2-3%的硅烷偶聯劑ΚΗ-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C21D6/00GK103924164SQ201410143323
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】倪菲菲 申請人:銅陵南江鑫鋼實業有限公司