CN104264057A - 一种球磨机铬钼合金衬板及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

一种球磨机铬钼合金衬板及其制备工艺，该衬板组分中包含C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu和Fe以及少量的S、P，在制备中，先选取废钢并对其进行成分分析，然后根据其成分与目标组分的差异选用辅料完成配料，然后在废钢熔化后向其中加入辅料并熔融为合金钢水，利用该合金钢水浇注衬板铸件，并在脱模后进行热处理即完成制备。与现有技术相比，本发明的球磨机衬板比传统的锰钢及中低碳合金钢球磨机衬板抗冲击特性和耐磨损特性强，使用寿命长。经检测，本发明的产品的抗拉强度为1250MPa以上，硬度356-389HB，屈服强度1133MPa以上，延伸率大于7.3%，断面收缩率为14～16%。

Description

一种球磨机铬钼合金衬板及其制备工艺

技术领域

本发明涉及到球磨机用的合金衬板，具体的说是一种球磨机铬钼合金衬板及其制备工艺。

背景技术

目前球磨机采用的金属衬板寿命较短，抗冲击特性和耐磨损特性需进一步同时提高。随着国内外市场自磨机（半自磨机）趋于大型化，高性能、高效率、高品质的磨机产品不断增加，以往使用硬度不均匀，韧性差的锰钢及中低碳合金钢耐磨配件难以满足产品使用要求（抗拉强度、屈服强度、断面收缩率、硬度及伸长率）。大型磨机对耐磨配件产品的使用性能要求越来越高，不但要有高的耐磨性，而且要有较高的屈服强度、断面收缩率、伸长率。因此研制一种既有高的耐磨性和高的强韧性，而且生产成本低，工艺简单易行的新型球磨机衬板来代替传统的锰钢及中碳低合金钢球磨机衬板势在必行。

发明内容

为解决现有技术中的合金耐磨衬板很难同时满足球磨机对抗拉强度、屈服强度、断面收缩率、硬度及伸长率等性能的要求，本发明提供了一种球磨机铬钼合金衬板及其制备工艺。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种球磨机铬钼合金衬板，组成该铬钼合金衬板的成分包括0.65～0.75%的C、0.30～0.65%的Si、0.55～1.00%的Mn、1.80～2.50%的Cr、0.25～0.30%的Mo、0.05-0.2%的Ni、0.25-0.5%的Cu和0.05-0.5%的稀土镧铈，其余为Fe，且该铬钼合金衬板中的S和P含量均不超过0.03%。

该球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，包括以下步骤：

1）配料

先选用废钢，并对废钢进行成分分析，然后按照上述所要求的配比选取适当的含各成分的辅料进行配比，以使其最终成分满足上述组分限定；

2）熔炼  

先将废钢熔化，然后向其中加入步骤1）中称量好的含有Si、Mo、Mn、Cr、Mo、Ni和Cu的辅料，继续加热使各原料熔化为钢水，将步骤1）称量好的稀土镧铈放入浇包底部后，将钢水倒入浇包；

其中，该步骤中钢水的出钢温度为1550～1620℃；

3）浇注

待浇包内的钢水静置冷却至1490～1530℃时开始浇注，浇注完成后冷却脱模即得到衬板铸件；

4）热处理

将步骤3）得到的衬板铸件升温至890～920℃并保温2.5～3.0h后进行淬火处理，然后再进行回火处理即得到产品。

所述步骤1）的配料时，含Cu辅料为铜铁中间合金，含Mn辅料为低碳Mn-Fe中间合金，含Mo辅料为Mo-Fe中间合金。

所述铜铁中间合金中Cu含量为85～95%，Mo-Fe中间合金中Mo含量为55～75%。

所述步骤4）的淬火处理为油淬。

所述步骤4）的回火处理中，回火温度为600～650℃，回火处理时间为2.5～4.0h。

本发明中，通过加入Cu提高了合金的综合性能，Cu在铁素体中随着溶解度的下降，在低于共析温度的一定温度范围内作为饱和的合金元素析出，使钢的基体中形成高应力状态，从而强化基体，提高致密度；

通过在合金中加入稀土镧铈，从而起到微合金化和弥散强化作用，同时也可以净化钢水，进而细化晶粒，提高合金的强度和耐磨性；

通过在合金中加入Ni，一方面能够使合金的共析温度降低，细化珠光体，另一方面可提高合金的淬透性及韧性，并起到固溶强化的作用；

通过在合金中加入Cr，既能固溶于铁素体起到固溶强化的作用，又能与钢的碳化物形成多种合金碳化物。Cr不是过热敏感性元素，随着Cr含量增加，合金的强度、塑性、韧性增加。但是随着Cr的加入量增加，特别是在含碳量高的情况下热处理将变得困难起来，故Cr的含量低于2.5%。

本发明中，Mn在铁中形成含锰渗碳体，既能扩大奥氏体相区，显著提高钢的淬透性，还能降低共析点的含碳量，能抑制碳化物在过冷奥氏体晶界上的析出，改善热处理后的微观组织；

本发明中，Mo的加入有助于改善合金的强度和韧性，提高组织的均匀性。

本发明中，为了减少烧损，降低生产成本，Cu、Mn及Mo分别以铜铁中间合金、低碳Mn-Fe中间合金和Mo-Fe中间合金的形式添加。

有益效果：与现有技术相比，本发明的球磨机衬板比传统的锰钢及中低碳合金钢球磨机衬板抗冲击特性和耐磨损特性强，使用寿命长。经检测，本发明的产品的抗拉强度为1250MPa以上，硬度356-389 HB，屈服强度1133MPa以上，延伸率大于7.3%，断面收缩率为14～16%。

附图说明

图1为本发明各实施例产品的性能检测结果表。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

一种球磨机铬钼合金衬板，组成该铬钼合金衬板的成分包括0.65%的C、0.55%的Si、1.00%的Mn、2.50%的Cr、0.25%的Mo、0.05%的Ni、0.5%的Cu和0.05%的稀土镧铈，其余为Fe，且该铬钼合金衬板中的S和P含量均不超过0.03%。

上述球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，包括以下步骤：

1）配料

先选用废钢，并对废钢进行成分分析，然后按照上述要求的配比选取适当的含各成分的辅料进行配比，以使其最终成分满足上述的组分限定；

2）熔炼  

先将废钢熔化，然后向其中加入步骤1）中称量好的含有Si、Mo、Mn、Cr、Mo、Ni和Cu的辅料，继续加热使各原料熔化为钢水，将步骤1）称量好的稀土镧铈放入浇包底部后，将钢水倒入浇包；

其中，该步骤中钢水的出钢温度为1620℃；

3）浇注

待浇包内的钢水静置冷却至1530℃时开始浇注，浇注完成后冷却脱模即得到衬板铸件；

4）热处理

将步骤3）得到的衬板铸件升温至920℃并保温3.0h后进行淬火处理（油淬），然后再进行回火处理即得到产品，回火温度为650℃，回火处理时间为3.5h。

实施例2

一种球磨机铬钼合金衬板，组成该铬钼合金衬板的成分包括0.75%的C、0.30%的Si、0.55%的Mn、1.80%的Cr、0.28%的Mo、0.2%的Ni、0.15%的Cu和0.25%的稀土镧铈，其余为Fe，且该铬钼合金衬板中的S和P含量均不超过0.03%。

上述球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，包括以下步骤：

1）配料

先选用废钢，并对废钢进行成分分析，然后按照上述要求的配比选取适当的含各成分的辅料进行配比，以使其最终成分满足上述的组分限定；

2）熔炼  

先将废钢熔化，然后向其中加入步骤1）中称量好的含有Si、Mo、Mn、Cr、Mo、Ni和Cu的辅料，继续加热使各原料熔化为钢水，将步骤1）称量好的稀土镧铈放入浇包底部后，将钢水倒入浇包；

其中，该步骤中钢水的出钢温度为1550℃；

3）浇注

待浇包内的钢水静置冷却至1490℃时开始浇注，浇注完成后冷却脱模即得到衬板铸件；

4）热处理

将步骤3）得到的衬板铸件升温至890℃并保温2.5h后进行淬火处理（油淬），然后再进行回火处理即得到产品，回火温度为600℃，回火处理时间为4.0h。

实施例3

一种球磨机铬钼合金衬板，组成该铬钼合金衬板的成分包括0. 70%的C、0.65%的Si、0.85%的Mn、2.2%的Cr、0.30%的Mo、0.1%的Ni、0.4%的Cu和0.5%的稀土镧铈，其余为Fe，且该铬钼合金衬板中的S和P含量均不超过0.03%。

上述球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，包括以下步骤：

1）配料

先选用废钢，并对废钢进行成分分析，然后按照上述要求的配比选取适当的含各成分的辅料进行配比，以使其最终成分满足上述的组分限定；

2）熔炼  

先将废钢熔化，然后向其中加入步骤1）中称量好的含有Si、Mo、Mn、Cr、Mo、Ni和Cu的辅料，继续加热使各原料熔化为钢水，将步骤1）称量好的稀土镧铈放入浇包底部后，将钢水倒入浇包；

其中，该步骤中钢水的出钢温度为1580℃；

3）浇注

待浇包内的钢水静置冷却至1510℃时开始浇注，浇注完成后冷却脱模即得到衬板铸件；

4）热处理

将步骤3）得到的衬板铸件升温至900℃并保温2.5h后进行淬火处理（油淬），然后再进行回火处理即得到产品，回火温度为630℃，回火处理时间为2.5h。

上述实施例中，为了减少贵金属的烧损，降低生产成本，Cu、Mn及Mo分别以铜铁中间合金、低碳Mn-Fe中间合金和Mo-Fe中间合金的形式添加，且铜铁中间合金中Cu含量为85～95%，Mo-Fe中间合金中Mo含量为55～75%。

对比例

附图中对比例的性能数据是现有技术采用的衬板的性能数据。由附图可以看出，本产品的抗拉强度、屈服强度和硬度均远高于现有的产品。

Claims (6)

1.一种球磨机铬钼合金衬板，其特征在于：组成该铬钼合金衬板的成分包括0.65～0.75%的C、0.30～0.65%的Si、0.55～1.00%的Mn、1.80～2.50%的Cr、0.25～0.30%的Mo、0.05～0.2%的Ni、0.25～0.5%的Cu和0.05～0.5%的稀土镧铈，其余为Fe，且该铬钼合金衬板中的S和P含量均不超过0.03%。

2.如权利要求1所述的一种球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）配料

先选用废钢，并对废钢进行成分分析，然后按照权利要求1要求的配比选取适当的含各成分的辅料进行配比，以使其最终成分满足权利要求1的限定；

2）熔炼  

先将废钢熔化，然后向其中加入步骤1）中称量好的含有Si、Mo、Mn、Cr、Mo、Ni和Cu的辅料，继续加热使各原料熔化为钢水，将步骤1）称量好的稀土镧铈放入浇包底部后，将钢水倒入浇包；

其中，该步骤中钢水的出钢温度为1550～1620℃；

3）浇注

待浇包内的钢水静置冷却至1490～1530℃时开始浇注，浇注完成后冷却脱模即得到衬板铸件；

4）热处理

将步骤3）得到的衬板铸件升温至890～920℃并保温2.5～3.0h后进行淬火处理，然后再进行回火处理即得到产品。

3.如权利要求2所述的一种球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，其特征在于：所述步骤1）的配料时，含Cu辅料为铜铁中间合金，含Mn辅料为低碳Mn-Fe中间合金，含Mo辅料为Mo-Fe中间合金。

4.如权利要求3所述的一种球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，其特征在于：所述铜铁中间合金中Cu含量为85～95%，Mo-Fe中间合金中Mo含量为55～75%。

5.如权利要求2所述的一种球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，其特征在于：所述步骤4）的淬火处理为油淬。

6.如权利要求2所述的一种球磨机铬钼合金衬板的制备工艺，其特征在于：所述步骤4）的回火处理中，回火温度为600～650℃，回火处理时间为2.5～4.0h。