1.本发明涉及金属铸件制造技术领域，特别是涉及一种用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金及其铸造方法。
背景技术：
2.随着冶金、矿山等技术的发展，自磨机、半自磨机设备趋于大型化、高效化，对衬板材料的要求更高。
3.目前常用的磨机衬板材料有三大类：(1)高锰钢系列：在传统高锰钢的基础上通过提高锰含量、加入合金元素等方法以提高其综合力学性能，但由于高锰钢屈服强度低，在使用中易塑性变形，导致维护拆卸困难。(2)耐磨铸铁系列：耐磨铸铁虽然拥有较高的硬度，但其脆性大，易断裂，不适用于具有一定冲击力的工况条件。(3)低、中合金钢系列：通过调整合金元素成分及含量，优化热处理工艺在满足使用需要的条件下降低成本。随着工业的发展，各类磨机也由小变大，从九十年代的4米左右，发展到现在的5～9米为主，在一些大型厂矿甚至有9米以上的大型或特大型半自磨机，这就需要一种能满足需求的新型衬板材料，衬板提升条在提升物料过程中受物料研磨最为频繁，因此增强衬板提升条的耐磨性能有效提高衬板使用寿命。
技术实现要素：
4.本发明的目的是提供一种用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金及其铸造方法，该方法制备的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金耐磨性能良好，且具有较长的使用寿命。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明的技术方案之一：一种用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金由衬板基体和硬质合金组成；
7.所述衬板基体包括以下重量百分比的成分：c为0.60～0.80％、cr为1.80～2.20％、mo为0.30～0.60％、si为0.30～0.80％、mn为0.60～0.80％、ni为0.50～1.00％、v为0.10～0.20％、nb为0.01～0.0.03％、re为0.005～0.015％、s≤0.025％、p≤0.025％，余量为fe与不可避免的杂质；
8.所述硬质合金为wc颗粒。
9.进一步地，所述硬质合金为硬质合金棒，长度为150～200mm，在衬板基体上均匀分布，间距为50mm。进一步地，所述wc颗粒的粒径为0～10μm。
10.本发明的技术方案之二：一种上述的用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金的铸造方法，包括以下步骤：
11.(1)熔炼：按成分比例配制好原料进行熔炼得到钢水，将钢水浇入放有硬质合金颗粒的铸型中，冷却后得到硬质合金与衬板基体结合体；
12.(2)热处理：将步骤(1)制备得到的结合体依次进行正火处理和回火处理得到所述铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金。
13.进一步地，步骤(2)中所述正火处理具体包括：将步骤(1)制备得到的结合体加热到590～610℃，保温3h，然后升温至900～960℃，保温8h。
14.进一步地，所述加热到590～610℃的升温速度≤80℃/h；所述升温至900～960℃的升温速度≤50℃/h。
15.进一步地，步骤(2)中所述回火处理具体包括：将经过正火处理的结合体加热到340～360℃，保温3h，然后升温至600～660℃，保温12h。
16.进一步地，所述加热到340～360℃的升温速度≤50℃/h；所述升温至600～660℃的升温速度≤50℃/h。
17.进一步地，所述铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金的厚度为150～200mm。
18.更进一步地，所述原料在熔炼前需要进行烘烤处理。
19.更进一步地，所述熔炼具体包括：按成分比例配置好原料，按照加料顺序依次加入，喂铝线进行脱氧预和终脱氧，出炉温度为1600～1650℃，出钢时采用
稀土合金及硅钙合金进行孕育变质处理，并采用炉外精炼技术，使夹杂物上浮，保证钢水纯净度，将熔炼好的钢水浇入放有硬质合金颗粒的铸型中，冷却后，得到硬质合金与衬板基体结合体。
20.更进一步地，所述的用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金需要具备：
①
硬质合金的底面及侧面质量良好，表面无明显缺陷；
②
硬质合金颗粒尺寸应在0～10μm，硬质合金棒半径为6～10mm，长度为150～200mm；
③
硬质合金的整体硬度应≥100hrc。
21.本发明公开了以下技术效果：
22.(1)本发明通过原料成分及配比的调整，结合热处理方法，制备得到的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，耐磨性能优异，综合力学性能良好，其硬度为350hbw，冲击功为45j，抗拉强度达到1500mpa，屈服强度达到1100mpa，断裂伸长率达到8％，断面收缩率达到14％，其提升条部位硬度达到400hbw。(2)本发明通过cr、mn元素的加入能够增加钢的淬透性，与碳结合形成高硬度的碳化物，提高钢的耐磨性。mo能够抑制珠光体的转变，促进贝氏体的转变。v、nb元素的加入使显微组织进一步得到细化的同时提高其回火稳定性，抑制碳化物粗化，增强弥散强化作用。re的添加能够净化钢质，提高钢水的品质。使该衬板同时具备良好的强韧性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例1制备的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金的显微组织图；
25.图2为本发明的正火处理的流程图；
26.图3为本发明的回火处理的流程图。
具体实施方式
27.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
28.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
29.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
30.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
31.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
32.以下实施例中的原料在熔炼前均经过烘烤处理。
33.实施例1
34.一种用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，由衬板基体和硬质合金组成；
35.衬板基体各成分的重量百分比为：c为0.60～0.80％、cr为1.80～2.20％、mo为0.30～0.60％、si为0.30～0.80％、mn为0.60～0.80％、ni为0.50～1.00％、v为0.10～0.20％、nb为0.01～0.0.03％、re为0.005～0.015％、s≤0.025％、p≤0.025％，余量为fe与不可避免的杂质；
36.硬质合金是粒径为0～10μm的wc颗粒；
37.其制备方法为：
38.按质量百分比配制原料；
39.(1)熔炼：将铬铁、钼铁、锰铁、镍铁进行配比，使其元素含量满足预期要求，依次加入中频炉，喂铝线进行脱氧预和终脱氧，温度在1600℃时出炉，出炉时加入wc＝0.2％～0.5％的稀土合金及硅钙合金进行孕育变质处理，并采用炉外精炼技术，使夹杂物上浮，得到纯净的钢水；然后将钢水浇入放有硬质合金颗粒的铸型中，冷却后得到硬质合金与衬板基体结合体。
40.(2)热处理：
41.正火处理：将步骤(1)制备得到的结合体放入提前预热至250～300℃的加热炉中，以50～80℃/h的升温速度将结合体加热到590～610℃，保温3h，然后以30～50℃/h的升温速度升温至900～960℃，保温8h，随后将衬板铸件从加热炉中取出，空冷至200～250℃，随后进行回火处理；正火处理流程图见图2。
42.回火处理：将经过正火处理的结合体放入加热炉中，以30～50℃/h的升温速度将衬板铸件加热至340～360℃，保温3h，然后以30～50℃/h的升温速度升温至600～660℃，保温12h，经空冷后，得到厚度为150～200mm的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，微观结构图见图1，回火处理流程图见图3。
43.实施例2
44.同实施例1，区别在于，步骤(2)，
45.正火处理具体为：将步骤(1)制备得到的结合体放入提前预热至250～300℃的加热炉中，以60～80℃/h的升温速度将结合体加热到590～610℃，保温3h，然后以30～50℃/h的升温速度升温至900～960℃，保温8h，随后将衬板铸件从加热炉中取出，空冷至200～250℃，随后进行回火处理。
46.回火处理具体为：将经过正火处理的结合体放入加热炉中，以30～50℃/h的升温速度将衬板铸件加热至340～360℃，保温3h，然后以30～50℃/h的升温速度升温至600～660℃，保温12h，经空冷后，得到铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金。
47.实施例3
48.同实施例1，区别在于，步骤(2)，
49.正火处理具体为：将步骤(1)制备得到的结合体放入提前预热至250～300℃的加热炉中，以60～80℃/h的升温速度将结合体加热到590～610℃，保温3h，然后以30～50℃/h的升温速度升温至900～960℃，保温8h，随后将衬板铸件从加热炉中取出，空冷至200～250℃，随后进行回火处理。
50.回火处理具体为：将经过正火处理的结合体放入加热炉中，以30～50℃/h的升温速度将衬板铸件加热至340～360℃，保温3h，然后以30～50℃/h的升温速度升温至600～660℃，保温12h，经空冷后，得到铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金。
51.效果例1
52.测定实施例1制备得到的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金的性能，结果见表1。
53.表1
54.分组实施例1硬度(hbw)350冲击功(j)45抗拉强度(mpa)1500屈服强度(mpa)1100延伸率(％)8断面收缩率(％)14提升条部位硬度(hbw)400
55.效果例2
56.将实施例1制备得到的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金经造型、制芯、熔化、浇注成型得到直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板，该衬板具有优良的耐磨性，使用寿命较长。
57.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。技术特征：
1.一种用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，其特征在于，铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金由衬板基体和硬质合金组成；所述衬板基体包括以下重量百分比的成分：c为0.60～0.80％、cr为1.80～2.20％、mo为0.30～0.60％、si为0.30～0.80％、mn为0.60～0.80％、ni为0.50～1.00％、v为0.10～0.20％、nb为0.01～0.0.03％、re为0.005～0.015％、s≤0.025％、p≤0.025％，余量为fe与不可避免的杂质；所述硬质合金为wc颗粒。2.根据权利要求1所述的用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，其特征在于，所述硬质合金为硬质合金棒，长度为150～200mm，在衬板基体上均匀分布，间距为50mm。3.根据权利要求1所述的用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，其特征在于，所述wc颗粒的粒径为0～10μm。4.一种权利要求1～3任一项所述的用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)熔炼：按成分比例配制好原料进行熔炼得到钢水，将钢水浇入放有硬质合金颗粒的铸型中，冷却后得到硬质合金与衬板基体结合体；(2)热处理：将步骤(1)制备得到的结合体依次进行正火处理和回火处理得到所述铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金。5.根据权利要求4所述的铸造方法，其特征在于，步骤(2)中所述正火处理具体包括：将步骤(1)制备得到的结合体加热到590～610℃，保温3h，然后升温至900～960℃，保温8h。6.根据权利要求5所述的铸造方法，其特征在于，所述加热到590～610℃的升温速度≤80℃/h；所述升温至900～960℃的升温速度≤50℃/h。7.根据权利要求4所述的铸造方法，其特征在于，步骤(2)中所述回火处理具体包括：将经过正火处理的结合体加热到340～360℃，保温3h，然后升温至600～660℃，保温12h。8.根据权利要求7所述的铸造方法，其特征在于，所述加热到340～360℃的升温速度≤50℃/h；所述升温至600～660℃的升温速度≤50℃/h。9.根据权利要求4所述的铸造方法，其特征在于，所述铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金的厚度为150～200mm。
技术总结
本发明公开了一种用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金及其铸造方法，属于金属铸件制造技术领域。该铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，由衬板基体和硬质合金组成；衬板基体包括以下重量百分比的成分：C为0.60～0.80％、Cr为1.80～2.20％、Mo为0.30～0.60％、Si为0.30～0.80％、Mn为0.60～0.80％、Ni为0.50～1.00％、V为0.10～0.20％、Nb为0.01～0.0.03％、Re为0.005～0.015％、S≤0.025％、P≤0.025％，余量为Fe。本发明制备得到铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金，耐磨性能优异，综合力学性能良好。力学性能良好。力学性能良好。
技术研发人员：王文焱 常乐怡 季齐宝 刘金超 潘爱琼 李梓箫 谢敬佩 冯悦 马窦琴 高铭 崔云峰 王爱琴 柳培 毛志平
受保护的技术使用者：河南科技大学
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2022/3/29
声明：
“用于直径12.2m半自磨机的铬钼钢衬板提升条镶嵌硬质合金及其铸造方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：河南科技大学
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2024年05月17日 ~ 19日 
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