CN101736200A - 高碳钢多合金耐磨球及其生产方法 - Google Patents

高碳钢多合金耐磨球及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高碳钢多合金耐磨球及其生产方法,其各主要化学成分按重量百分比为:C:1.0-1.2、Si:1.2-1.6、Mn:1.6-2.2、P≤0.05、S≤0.25、Cr:1.5-2.5、Mo:0.2-0.3、B:0.005-0.01、Ti:0.025-0.05、V:0.08-0.15,其余为Fe。生产方法为熔料、两次变质处理、浇注、淬火、回火,得成品。本发明所生产的磨球具有高硬度、高耐磨性、高韧性和高抗冲击性,其生产方法简单,易操作。

Description

高碳钢多合金耐磨球及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及冶金领域,具体时一种高碳钢多合金耐磨球及其生产方法。

背景技术

[0002] 球磨机是水泥、矿山、火电、建材等行业广泛使用的粉磨设备,磨球是球磨机中最 常用的研磨体,其在使用中消耗最大。随着工业的发展,各式大型球磨机逐年增加,磨球的 消耗也大幅度增长。这不仅消耗大量的钢铁材料,而且大量的铁粉进入锅炉,侵蚀锅炉零部 件,降低其寿命。所以,不断的研究、提高磨球的耐磨性,降低其单位耗损,有着重要的经济 意义。

[0003] 耐磨损性能强(什么)的钢铁材料的总称,耐磨钢是当今耐磨材料中用量最大的 一种。磨损是工件失效的主要形式之一,磨损造成了能源和原材料的大量消耗,根据不完全 统计,能源的1/3到1/2消耗于摩擦与磨损。近几十年来,低、中合金耐磨钢的开发与应用 发展很快,由于这些钢具有较好的耐磨性和韧性,生产工艺较简单,综合经济性合理,在许 多工况条件下适用,而受到用户的欢迎。为了适应矿山采运机械与工程机械发展的需要,所 研制的高硬度耐磨钢板,20世纪70-80年代在国际上已形成系列并标准化。这类钢是在低 合金高强度可焊接钢的基础上发展起来的,它们一般采用轧后直接淬火并回火,或实行控 轧、控冷工艺进行强化,可节约能源,且合金元素含量低,价格较便宜,但硬度高,耐磨,工艺 性能尚可,由于具有了这些优点使这类耐磨钢板很受用户欢迎。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种高碳钢多合金耐磨球及其生产方法,具有高硬度、高耐磨性、高

韧性和高抗冲击性。

[0005] 本发明的技术方案为:

[0006] 高碳钢多合金耐磨球,其特征在于:各化学成分按重量百分比为:C :1. 0_1. 2、 Si :

1. 2-1. 6、 Mn :1. 6-2. 2、 P《0. 05、 S《0. 25、 Cr :1. 5-2. 5、 MoO. 2-0. 3、 B :0. 005-0. 01、 Ti :

0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15,其余为Fe。

[0007] 所述的高碳钢多合金耐磨球,其特征在于:各化学成分按重量百分比为:C:

1. 0-1. 2、 Si :1. 2-1. 6、 Mn :1. 6—2. 2、 P《0. 05、 S《0. 25、 Cr :1. 5—2. 5、 MoO. 2—0. 3、 B :

0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15,其余为Fe。

[0008] 所述的高碳钢多合金耐磨球,其特征在于:各化学成分按重量百分比为:C:

1. 0-1. 2、 Si :1. 2-1. 6、 Mn :1. 6—2. 2、 P《0. 05、 S《0. 25、 Cr :1. 5—2. 5、 MoO. 2—0. 3、 B : 0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15,其余为Fe。

[0009] 所述的高碳钢多合金耐磨球的生产方法,其特征在于:包括以下步骤: [0010] (1)、按大磨球的主要化学成分的重量百分比在熔炼炉内加入除硼铁、钛铁、钒铁 外的所有金属炉料,升温,当铁水温度达到158(TC左右时,取样进行化学分析,控制各化学 成分的重量百分比;当温度达到1620-163(TC时,依次进行沉淀脱氧和终脱氧;

3[0011 ] (2)、在熔炼炉温度为1600°C时,在熔炼炉内撒入集渣剂,扒净炉内渣后,加入预先 配好重量并烘烤过的硼铁、钛铁和钒铁,熔炼3-5分钟,完成炉内一次变质处理,然后终脱 氧、出炉;

[0012] (3)、配制二次变质剂:将工业共硝酸钾20 % 、稀土硅铁合金75 % 、稀土镁硅铁合 金5%混合均匀;然后在1620-163(TC下用配制好的二次变质剂对一次变质处理后的铁水 用包内冲入法进行二次变质处理;二次变质剂与铁水的重量比为0. 3-0. 5% : 1 ; [0013] (4)、将经二次变质处理后的铁水用集渣剂扒净包内的渣子,再撒一层集渣剂,降 温至1460-148(TC,进行浇注处理,得铸件;

[0014] (5)、将铸件升温至930-96(TC下进行高温淬火,然后在35(rC左右下回火,得成

PR o

[0015] 所述的高碳钢多合金耐磨球的生产方法,其特征在于:所述的硼铁、钛铁、钒铁的 粒度为5-10mm ;所述的稀土硅铁合金的粒度为5-10mm,含稀土 20-22% ;所述的稀土镁硅铁 合金的粒度为5-10mm,含稀土 6-9%,镁6-8%。

[0016] 所述的高碳钢多合金耐磨球的生产方法,其特征在于:所述的二次变质剂中的稀 土硅铁合金和稀土镁硅铁合金经15(TC的烘烤;所述的高温淬火采用空淬或油淬;所述的

高温淬火时的保温时间为铸球每25mm厚保温1小时;所述的回火时的保温时间为每25mm 壁厚保温l. 5-2小时。

[0017] 本发明严格控制硅、锰的含量,以及钛、硼、钒之间的重量比,保证了磨球的耐磨 性、高硬度、高韧性和抗高冲击性。经过与高铬铸铁球(含铬18%)在同一磨机上进行对比 试验,本发明铸球磨耗为0. 9公斤/吨矿石;而高铬铸铁球磨耗为1. 15公斤/吨矿石,破碎 率低于高铬球。

具体实施方式

[0018] 高碳钢多合金耐磨球,各化学成分按重量百分比为:C :1. 0_1. 2、 Si :1. 2_1. 6、 Mn :

1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5-2. 5、Mo0. 2-0. 3、B :0. 005-0. 01、Ti :0. 025-0. 05、V :

0. 08-0. 15,其余为Fe。

[0019] 高碳钢多合金耐磨球,各化学成分按重量百分比为:C :1. 0_1. 2、 Si :1. 2_1. 6、 Mn :

1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5-2. 5、Mo0. 2-0. 3、B :0. 005-0. 01、Ti :0. 025-0. 05、V : 0. 08-0. 15,其余为Fe。

[0020] 高碳钢多合金耐磨球的生产方法:

[0021] (1)、按大磨球的主要化学成分的重量百分比在熔炼炉内加入除硼铁、钛铁、钒铁

外的所有金属炉料,升温,当铁水温度达到158(TC左右时,取样进行化学分析,控制各化学

成分的重量百分比;当温度达到1620-163(TC时,依次进行沉淀脱氧和终脱氧;

[0022] (2)、在熔炼炉温度为160(TC时,在熔炼炉内撒入集渣剂,扒净炉内渣后,加入预先

配好重量并烘烤过的硼铁、钛铁和钒铁,熔炼3-5分钟,完成炉内一次变质处理,然后终脱

氧、出炉;

[0023] (3)、配制二次变质剂:将工业共硝酸钾20%、稀土硅铁合金75%、稀土镁硅铁合 金5%混合均匀;然后在1620-163(TC下用配制好的二次变质剂对一次变质处理后的铁水 用包内冲入法进行二次变质处理;二次变质剂与铁水的重量比为0. 3-0. 5% : 1 ;稀土硅铁

4合金和稀土镁硅铁合金经15(TC的烘烤;

[0024] (4)、将经二次变质处理后的铁水用集渣剂扒净包内的渣子,再撒一层集渣剂,降 温至1460-148(TC,进行浇注处理,得铸件;

[0025] (5)、将铸件升温至930-96(TC下进行高温淬火,然后在35(TC下回火,得成品。高 温淬火采用空淬或油淬;所述的高温淬火时的保温时间为每25mm壁厚保温1小时;所述的 回火时的保温时间为每25mm壁厚保温1. 5_2小时。

Claims (6)

  1. 高碳钢多合金耐磨球,其特征在于:各化学成分按重量百分比为:C:1.0-1.2、Si:1.2-1.6、Mn:1.6-2.2、P≤0.05、S≤0.25、Cr:1.5-2.5、Mo0.2-0.3、B:0.005-0.01、Ti:0.025-0.05、V:0.08-0.15,其余为Fe。
  2. 2. 根据权利要求1所述的高碳钢多合金耐磨球,其特征在于:各化学成分按重量百分 比为:C :1. 0-1. 2、Si :1. 2—1. 6、Mn :1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5—2. 5、MoO. 2—0. 3、 B :0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15,其余为Fe。
  3. 3. 根据权利要求1所述的高碳钢多合金耐磨球,其特征在于:各化学成分按重量百分比为:C :1. 0-1. 2、Si :1. 2—1. 6、Mn :1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5—2. 5、MoO. 2—0. 3、 B :0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15,其余为Fe。
  4. 4. 根据权利要求1所述的高碳钢多合金耐磨球的生产方法,其特征在于:包括以下步骤:(1) 、按大磨球的主要化学成分的重量百分比在熔炼炉内加入除硼铁、钛铁、钒铁外的所有金属炉料,升温,当铁水温度达到158(TC左右时,取样进行化学分析,控制各化学成分 的重量百分比;当温度达到1620-163(TC时,依次进行沉淀脱氧和终脱氧;(2) 、在熔炼炉温度为160(TC时,在熔炼炉内撒入集渣剂,扒净炉内渣后,加入预先配好 重量并烘烤过的硼铁、钛铁和钒铁,熔炼3-5分钟,完成炉内一次变质处理,然后终脱氧、出 炉;(3) 、配制二次变质剂:将工业共硝酸钾20%、稀土硅铁合金75%、稀土镁硅铁合金5% 混合均匀;然后在1620-163(TC下用配制好的二次变质剂对一次变质处理后的铁水用包内 冲入法进行二次变质处理;二次变质剂与铁水的重量比为0. 3-0. 5% :1 ;(4) 、将经二次变质处理后的铁水用集渣剂扒净包内的渣子,再撒一层集渣剂,降温至 1460-148(TC,进行浇注处理,得铸件;(5) 、将铸件升温至930-96(TC下进行高温淬火,然后在35(TC左右下回火,得成品。
  5. 5. 根据权利要求4所述的高碳钢多合金耐磨球的生产方法,其特征在于:所述的硼铁、 钛铁、钒铁的粒度为5-10mm ;所述的稀土硅铁合金的粒度为5-10mm,含稀土 20-22% ;所述 的稀土镁硅铁合金的粒度为5-10mm,含稀土 6-9%,镁6-8%。
  6. 6. 根据权利要求4所述的高碳钢多合金耐磨球的生产方法,其特征在于:所述的二次 变质剂中的稀土硅铁合金和稀土镁硅铁合金经15(TC的烘烤;所述的高温淬火采用空淬或 油淬;所述的高温淬火时的保温时间为铸球每25mm厚保温1小时;所述的回火时的保温时 间为每25mm壁厚保温1. 5_2小时。
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