CN101864543B - 一种风扫磨机用球及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扫磨机用球及其加工方法，所述风扫磨机用球是按含量百分比以2.20％～2.40％的C、1.20％～1.50％的Si、0.60～0.80％的Mn、11.00％～13.00％的Cr、0～0.02％的Mo、0～0.03％的Ni、0.01～0.03％的纳米合金变质剂、0.05～0.08％的S、0.05～0.08％的P、0～0.03％的RE以及余量废钢为原料，通过特定的热处理方式，获得硬度高、抗冲击性能优异且不易剥落的产品，实现了产品的高耐磨以及低磨耗的目的。

Description

一种风扫磨机用球及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种磨机用球及其加工方法，更具体地，是一种风扫磨机用球及其加工方法。

背景技术

随着工业的发展，煤炭及水泥等行业突飞猛进，在这些行业的生产线上，有风扫煤磨及风扫生料磨的使用。然而，由于风扫煤磨的进口温度高和进出口温差大，采用普通的合金铸球极易破碎；采用锻打球则磨耗过高；采用高铬球则容易剥落失圆，目前80％的生产厂家采用高铬球，剥落现象严重。因此，对风扫磨用球进行改进是本领域亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种风扫磨机用球及其加工方法，利用本发明制造的风扫磨机用球，具有优异的抗冲击性能、硬度高、耐磨、不易破碎且不易剥落的特点。

本发明是通过如下技术手段实现的：

一种风扫磨机用球，按含量百分比由以下组分配比而成：2.20％～2.40％的C、1.20％～1.50％的Si、0.60～0.80％的Mn、11.00％～13.00％的Cr、0～0.02％的Mo、0～0.03％的Ni、0.01～0.03％的纳米合金变质剂、0.05～0.08％的S、0.05～0.08％的P、0～0.03％的RE以及余量废钢

本发明用于制造风扫磨机用球的加工方法，包括以下步骤：

(1)通过直读光谱仪对废钢进行检测，选取成分及含量均合格的废钢为原料；

(2)根据步骤(1)中的废钢检测结果，按权利要求1所述的配比在废钢中加入除纳米合金变质剂以及RE以外的其他原料，送入中频电炉熔炼成钢水，达到1550℃～1650℃时出炉，出炉前取样进行炉前成分检测，经检测成分合格后出炉，出炉时用冲包法加入0.01～0.03％的纳米合金变质剂及0～0.03％的RE；

纳米合金变质剂具有高硬度、耐高温、粒度小和分散好的特点。表面ZETA电位：-18.0mV，与金属具有非常优秀的结合力。在钢水结晶过程中成为晶核相，大大增加成晶数量和减少晶粒尺寸。达到细化合金晶粒的效果，改善合金性能的目的。晶粒越细，单位体积内的晶粒界面越多，由于晶界间原子排列比晶粒内部的排列更加紊乱，因而位错密度较高，致使晶界对正常晶格的滑移位错产生缠结，不易穿过晶界继续滑移，变形抗力增大，表现为强度提高。本发明添加纳米合金材料后，硬度增加3～5°，冲击韧性提高2～3J/cm²。

(3)将步骤(2)中出炉后的钢水浇铸到铁模成型并冷却，得到半成品；

(4)将步骤(3)中所述的半成品打磨后置于电阻炉中，通过5～6小时的升温至950℃～980℃后保温6～7小时出炉，然后用淬火油淬火8～10分钟，并冷却到200℃～300℃；

(5)将步骤(4)中冷却后的半成品置于电阻炉中升温至500℃～550℃，等温保温8～9小时，打开电阻炉炉门缓冷3小时后出炉，自然冷却，得到成品。

利用本发明配方制成的风扫磨机用球，具有高硬度及优异的抗冲击性能，实现了耐磨、不易破碎、失圆率及破碎率显著降低、不易剥落等目的。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。

实施例1：

按照如下方法制备风扫磨机用球：

(1)选用一般废钢790公斤，经直读光谱仪检测，其C、S、P的含量均在要求的范围之内，含有的其他元素的种类符合要求，且含量均未超标。

(2)根据步骤(1)的检测结果，在所述废钢中加入20公斤硅铁(Si含量60％)、9公斤锰铁(Mn含量60％)、220公斤铬铁(Cr含量58％)、1.2公斤的镍(Ni含量100％)、2公斤的钼铁(Mo含量55％)，送入中频电炉熔炼成钢水，达到1650℃时出炉，出炉前取样采用直读光谱仪检验成分为2.30％的C、1.20％的Si、0.80％的Mn、12.00％的Cr、0.01％的Mo、0.01％的Ni、0.06％的S、0.07％的P，满足要求，出炉时用冲包法加上200克的纳米合金变质剂及2公斤的稀土镁(RE)；

(3)将步骤(2)中出炉后的钢水分别浇铸到规格为φ100、φ90、φ80、φ70、φ60、φ50的铁模中成型并冷却，得到半成品；

(4)将步骤(3)中所述的半成品打磨后置于电阻炉中，通过6小时的升温至980℃后保温7小时出炉，然后用淬火油淬火8分钟，并冷却到250℃；

(5)将步骤(4)中冷却后的半成品置于电阻炉中升温至550℃，等温保温9小时，打开电阻炉炉门缓冷3小时后出炉，自然冷却，得到成品，用高强度尼龙袋包装入库待发。

性能测试

1、硬度测试

采用洛氏硬度计对实施例所述的成品进行测试，结果如表1所示。

表1

规格(mm)	个数	硬度HRC
			φ100	5	56°、57°、56°、56°、56°
φ90	5	57°、56°、57°、56°、57°
			φ80	5	56°、57°、57°、57°、56°
φ70	5	57°、57°、57°、57°、56°
			φ60	5	57°、57°、57°、58°、58°
φ50	5	58°、58°、58、57°、58°

2、抗冲击性能测试

在6米的自制高空实验落球机上对本发明实施例所述的成品中的任意10个进行抗冲击性能测试，编号分别为1～10，并采用市场上购买的高铬合金球(中信耐磨材料有限公司生产)做为对比实施例，结果如表2所示：

表2

以上实验结果表明，利用本发明制造的风扫磨机用球具有良好的抗冲击性能，在冲击次数达到10000次后任未发现有可见裂纹或破碎现象。

3、磨损试验

在直径为3.8米的球磨机上对本发明实施例的风扫磨机用球成品和市场上购买的作为对比实施例的高铬合金球(中信耐磨材料有限公司生产)进行为期1个月的使用磨损实验，实验后其表现如下：本发明实施例所述的风扫磨机用球成品在使用1个月后表面光滑，而高铬合金球表面布满形状不规则的小坑。经统计，风扫磨用球的磨耗比高铬合金球的磨耗降低了20％。

综上所述，利用本发明制成的风扫磨机用球具有高硬度、优异的抗冲击性能以及高耐磨性，达到了不易破碎及不易剥落的目的，是理想的风扫磨机用球。

Claims (2)

1.一种风扫磨机用球，其特征在于，按含量百分比由以下组分配比而成：2.20％～2.40％的C、1.20％～1.50％的Si、0.80％的Mn、11.00％的Cr、0～0.02％的Mo、0～0.03％的Ni、0.01～0.03％的纳米合金变质剂、0.05～0.08％的S、0.05～0.08％的P、0～0.03％RE以及余量废钢。

2.一种加工权利要求1所述风扫磨机用球的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过直读光谱仪对废钢进行检测，选取成分及含量均合格的废钢为原料；

(2)根据步骤(1)中的废钢检测结果，按权利要求1所述的配比在废钢中加入除纳米合金变质剂以及RE以外的其他原料，送入中频电炉熔炼成钢水，达到1550℃～1650时出炉，出炉前取样进行炉前成分检测，经检测成分合格后出炉，出炉时用冲包法加入0.01～0.03％的纳米合金变质剂以及0～0.03％的RE；

(3)将步骤(2)中出炉后的钢水浇铸到铁模成型并冷却，得到半成品；

(4)将步骤(3)中所述的半成品打磨后置于电阻炉中，通过5～6小时的升温至950℃～980℃后保温6～7小时出炉，然后用淬火油淬火8～10分钟，并冷却到200℃～300℃；

(5)将步骤(4)中冷却后的半成品置于电阻炉中升温至500℃～550℃，等温保温8～9小时，打开电阻炉炉门缓冷3小时后出炉，自然冷却，得到成品。