CN103789648A - 一种耐磨钢球 - Google Patents

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华兆红
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Abstract

本发明公开了一种耐磨钢球，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.30～1.50，Si：0.40～0.80，Mn：1.30～1.50，Cr：3.50～5.50，V：0.15～0.25，B：0.002～0.006，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。

Description

一种耐磨钢球
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种耐磨钢球。
背景技术
铬系合金铸造磨球是广泛应用于冶金选矿、水泥建材、火力发电等行业的主要消耗材料。目前，磨球均为碳含量较高的铸铁磨球，以重量百分比计的化学成分为C：2～3.6，Si：0.30～1.50，Mn：0.40～1.50，Cr：1.00～28，P＜0.10，S＜0.06，余量为Fe。其铸造工艺大多为手工金属模造型，热处理工艺多为风冷淬火，部分为油冷淬火。
目前国内磨球市场除锻打球以外基本上全是铸铁磨球，按铬合金含量区分主要有低铬(ZQCr2)、中铬(ZQCr5)、高铬(ZQCr12)、超高铬(ZQCr15、ZQCr20、ZQCr26)等六种产品，前两种均为非淬火磨球，硬度低、耐磨性差、资源浪费严重；后四种虽然耐磨性较好但成本较高，尤其是随着近几年铬铁价格的飞涨，生产成本愈来愈高，其性价比的优势正在逐渐丧失。
基于上述原因，现有产品均为铸铁材质，致密度低，韧性差，耐磨性有待进一步提高；手工生产劳动强度大，生产效率低，难于实现清洁生产和机械化生产。而消失模铸造是一项创新的铸造工艺方法，其工艺流程包括预发泡、模型成型、模型簇组合、模型簇浸涂、浇注、落砂清理。采用该铸造工艺，在技术、经济、环保等方面具有很大的优势，可降低劳动强度，生产效率高，可有效地克服现有手工生产所存在的弊病；此外，铬合金含量低的产品不耐磨，铬合金含量高的虽然耐磨性有所提高，但成本较高，性价比较低。因此，加快磨球产品技术更新、换代步伐，开发性价比更高的替代产品，已经成为耐磨材料企业的重要责任和当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提出一种耐磨钢球，该钢球通过合金成分，使得耐磨性提高，成本降低，以克服现有技术的缺陷。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐磨钢球，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.30～1.50，Si：0.40～0.80，Mn：1.30～1.50，Cr：3.50～5.50，V：0.15～0.25，B：0.002～0.006，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
优选，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.35～1.45，Si：0.50～0.70，Mn：1.35～1.45，Cr：4.0～5.0，V：0.18～0.22，B：0.003～0.005，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
最优选，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.40，Si：0.60，Mn：1.40，Cr：4.5，V：0.20，B：0.004，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
本发明中的合金元素的作用为：
碳为生成共晶碳化物的主要元素，共晶碳化物在耐磨性方面起着重要作用。碳含量决定碳化物的数量。但碳量过高，则韧性降低。综合考虑确定碳含量为上述范围。
添加适量的钒和硼：钒是碳化物形成元素，与碳形成适量的碳化物可提高磨球的硬度，添加少量的硼即可提高磨球的硬度和耐磨性，因此二者可明显提高磨球的综合机械性能，特别是硬度、耐磨性和冲击韧性。
铬是碳化物形成元素，Cr熔于奥氏体中强化基体且不降低韧性，推迟过冷奥氏体转变，增加磨球的淬透性，Cr使磨球的强度和硬度明显提高，此外Cr还能细化晶粒，提高回火稳定性。随着Cr含量的增高会牺牲冲击韧性，冲击韧性会大大降低而且势必增加磨球的成本；但如果Cr含量过低，则铬、碳比太低，耐磨性较差。综合考虑确定上述含量。
锰是提高淬透性、扩大奥氏体区的一种有效元素。其作用一是脱氧，二是强化基体和碳化物。含锰量过高，增加了奥氏体的稳定性，降低了Ms点，不利于铸态奥氏体转变；少量的锰对于屈氏体有细化作用。
本发明具有如下有益效果：
1）本发明在大量实验的基础上，通过调整合金的化学成分，使得磨球的性能得到提高。
2）采用本发明技术方案的耐磨钢球，其耐磨性比高铬铸铁磨球(ZQCr12)提高40％以上，洛氏硬度HRC59-62，高于ZQCr12国标规定的HRC56；冲击韧性7.1-7.5J/cm2，高于ZQCr12的4J/cm2。
3）本发明的耐磨钢球可作为耐磨材料应用于水泥、火电、选矿等行业，进行粉料加工。
具体实施方式
实施例一
一种耐磨钢球，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.30，Si：0.80，Mn：1.30，Cr：5.50，V：0.15，B：0.006，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
实施例二
一种耐磨钢球，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.50，Si：0.40，Mn：1.50，Cr：3.50，V：0.25，B：0.002，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
实施例三
一种耐磨钢球，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.35，Si：0.70，Mn：1.35，Cr：5.0，V：0.18，B：0.005，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
实施例四
一种耐磨钢球，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.45，Si：0.50，Mn：1.45，Cr：4.0，V：0.22，B：0.003，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
实施例五
一种耐磨钢球，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.40，Si：0.60，Mn：1.40，Cr：4.50，V：0.20，B：0.004，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。

Claims (3)

1.一种耐磨钢球，其特征在于，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.30～1.50，Si：0.40～0.80，Mn：1.30～1.50，Cr：3.50～5.50，V：0.15～0.25，B：0.002～0.006，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
2.如权利要求1所述的一种耐磨钢球，其特征在于，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.35～1.45，Si：0.50～0.70，Mn：1.35～1.45，Cr：4.0～5.0，V：0.18～0.22，B：0.003～0.005，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
3.如权利要求2所述的一种耐磨钢球，其特征在于，该钢球以重量百分比计由下列组分组成：C：1.40，Si：0.60，Mn：1.40，Cr：4.5，V：0.20，B：0.004，P＜0.03，S＜0.03，余量为Fe。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104772196A (zh) * 2015-03-12 2015-07-15 河北首鼎金属制品有限公司 一种锻造多棱磨球及其制造方法

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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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