CN104131228A - 一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，其组分按重量百分比包括：C：1.8-2％，Cr：25-28％，Ca：0.8-1.5％，Mn：0.5-0.8％，Al：1.2-2.3％，Si：0.9-1.3％，Mg：0.7-1.2％，Ti：1.1-1.4％，Re：0.15-0.3％，S：0.01-0.04％，P：0.02-0.03％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明中，以废钢、铬铁合金、生铁、锰锭、铝锭、铬锭及硅粉作为基材，熔炼之后浇注成具有预定结构的衬板，对大块物料的粉碎效率高，大块物料粉碎彻底；在奥氏体处理中控制分段加热，玻璃相增加，产品硬度大，比重高，在淬火处理中利用硝酸钠溶液进行快速降温，使奥氏体转化成贝氏体，大幅度提高产品的韧性，然后经回火处理，衬板的韧性好，硬度及耐磨性能大幅提高，强度大大增加，抵抗裂纹扩展较强，球磨机内衬板与磨球之间的摩擦损耗低。

Description

一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板
技术领域
本发明涉及耐磨衬板技术领域，尤其涉及一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板。
背景技术
目前国内球磨机工作对象多为水泥、煤炭、矿石、煤渣等，对球磨机用衬板使用时的衬板硬度、耐磨性及韧性要求越来越高。因为破碎机工作时，在强烈冲击作用下对衬板板体材料要求具有足够的硬度和较高的任性，且板体与物料接触的部位也参与磨损，板体也要具有一定的耐磨性。
发明内容
本发明提出了一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，耐磨性能好，硬度高并具有良好的韧性。
本发明提出的一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，所述衬板组分按重量百分比包括：
C：1.8-2％，Cr：25-28％，Ca：0.8-1.5％，Mn：0.5-0.8％，Al：1.2-2.3％，Si：0.9-1.3％，Mg：0.7-1.2％，Ti：1.1-1.4％，Re：0.15-0.3％，S：0.01-0.04％，P：0.02-0.03％，余量为铁和不可避免的杂质；
在制备过程中，采用如下步骤制备所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板：
S1、首先将废钢在中频感应电炉中熔化，升温至1520-1580℃后，再依次加入铬铁合金、生铁、锰锭、铝锭、铬锭及硅粉至形成熔融料，将生铁熔化成铁水并将铁水冲熔在熔融料中得到浇注料，保温5-10分钟后用浇铸装置将浇注料浇注到第一模具与第二模具中，冷却成型得到多个凸起构件及预成型衬板板体，凸起构件的大头可与预成型衬板板体配合卡接；
S2、将冷却成型后的预成型衬板板体及多个凸起构件放入加热炉进行奥氏体化处理，出炉得衬板雏形与凸起构件雏形，奥氏体化处理具体包括如下阶段：第一阶段由常温升至380-400℃，升温过程遵循正函数曲线方程，升温时间2-3小时，保温时间为1-2h；第二阶段以20-30℃/h的速度升温至480-520℃，保温时间为0.5-1h；第三阶段升温至600-630℃，升温时间1-2小时，保温时间为1-1.5h；第四阶段加热至850-900℃，升温时间为30-40min，保温时间为1-5小时：当加热到950-980℃后迅速淬入温度为180～390℃的质量百分比浓度为35-45％硝酸钠溶液中，保持时间0.3-10小时，然后取出在空气中冷却至室温；
S3、再通过回火处理，回火温度300-500℃，回火时间8-12小时，得到衬板板体与多个凸起块；
S4、将凸起块经过抛丸处理后固定在板式骨架上，再置入衬板板体，然后预热至200-250℃，合箱，浇入高锰钢板体溶液，浇注温度为1450-1500℃；
S5、将得到的物料装入热处理炉中，首先以30-45℃/h的速度升温至425-460℃，然后以50-70℃/h的速度升温至1400-1430℃，保温2-2.5h后送入淬火油池进行淬火处理，淬火时间为20-30min，冷却到室温得到球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板。
优选地，所述衬板组分按重量百分比包括：C：1.9-2％，Cr：26-27％，Ca：1-1.3％，Mn：1.6-1.7％，Al：1.5-2.1％，Si：1-1.2％，Mg：0.8-1％，Ti：1.2-1.35％，Re：0.2-0.28％，S：0.015-0.023％，P：0.02-0.023％，余量为铁和不可避免的杂质。
优选地，所述衬板组分按重量百分比包括：C：1.95％，Cr：27％，Ca：1.25％，Mn：1.6％，Al：2％，Si：1.1％，Mg：0.9％，Ti：1.32％，Re：0.26％，S：0.018％，P：0.021％，余量为铁和不可避免的杂质。
优选地，在S2中，将冷却成型后的预成型衬板板体及多个凸起构件放入加热炉进行奥氏体化处理，出炉得衬板雏形与凸起构件雏形，奥氏体化处理具体包括如下阶段：第一阶段由常温升至395℃，升温过程遵循正函数曲线方程，升温时间2小时，保温时间为2h；第二阶段以23℃/h的速度升温至510℃，保温时间为1h；第三阶段升温至620℃，升温时间2小时，保温时间为1.3h；第四阶段加热至880℃，升温时间为35min，保温时间为4小时：当加热到960℃后迅速淬入温度为250℃的质量百分比浓度为37.3％硝酸钠溶液中，保持时间4小时，然后取出在空气中冷却至室温。
本发明通过采用将废钢、铬铁合金、生铁、锰锭、铝锭、铬锭及硅粉作为基材，得到的衬板的各组分含量在一定的范围内，并通过采用一定的方式制备具有特殊形状的衬板，对大块物料的粉碎效率高，大块物料粉碎彻底，热处理通过控制分段加热方式进行，玻璃相增加，产品硬度大，比重高，送入硝酸钠溶液中进行淬火，并合理控制硝酸钠的浓度，利用硝酸钠溶液的高比热容进行快速降温，使奥氏体转化成贝氏体，大幅度提高产品的韧性，并采用一定的方式回火，衬板的韧性好，硬度及耐磨性能大幅提高，制品强度大大增加，抵抗裂纹扩展较强，球磨机内衬板与磨球之间的摩擦损耗低，本发明中，产品硬度大，韧性好，抵抗裂纹扩展较强，研磨效率高，成本低。
具体实施方式
实施例1
一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，所述衬板组分按重量百分比包括：C：1.95％，Cr：27％，Ca：1.25％，Mn：1.6％，Al：2％，Si：1.1％，Mg：0.9％，Ti：1.32％，Re：0.26％，S：0.018％，P：0.021％，余量为铁和不可避免的杂质；
在制备过程中，采用如下步骤制备所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板：
S1、首先将废钢在中频感应电炉中熔化，升温至1550℃后，再依次加入铬铁合金、生铁、锰锭、铝锭、铬锭及硅粉至形成熔融料，将生铁熔化成铁水并将铁水冲熔在熔融料中得到浇注料，保温6分钟后用浇铸装置将浇注料浇注到第一模具与第二模具中，冷却成型得到多个凸起构件及预成型衬板板体，凸起构件的大头可与预成型衬板板体配合卡接；
S2、将冷却成型后的预成型衬板板体及多个凸起构件放入加热炉进行奥氏体化处理，出炉得衬板雏形与凸起构件雏形，奥氏体化处理具体包括如下阶段：第一阶段由常温升至395℃，升温过程遵循正函数曲线方程，升温时间2小时，保温时间为2h；第二阶段以23℃/h的速度升温至510℃，保温时间为1h；第三阶段升温至620℃，升温时间2小时，保温时间为1.3h；第四阶段加热至880℃，升温时间为35min，保温时间为4小时：当加热到960℃后迅速淬入温度为250℃的质量百分比浓度为37.3％硝酸钠溶液中，保持时间4小时，然后取出在空气中冷却至室温；
S3、再通过回火处理，回火温度465℃，回火时间10小时，得到衬板板体与多个凸起块；
S4、将凸起块经过抛丸处理后固定在板式骨架上，再置入衬板板体，然后预热至200-250℃，合箱，浇入高锰钢板体溶液，浇注温度为1480℃；
S5、将得到的物料装入热处理炉中，首先以42℃/h的速度升温至450℃，然后以65℃/h的速度升温至1425℃，保温2h后送入淬火油池进行淬火处理，淬火时间为25min，冷却到室温得到球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板。
实施例2
一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，所述衬板组分按重量百分比包括：
C：1.82％，Cr：27.5％，Ca：0.85％，Mn：0.7％，Al：1.2％，Si：1.2％，Mg：0.72％，Ti：1.35％，Re：0.17％，S：0.03％，P：0.022％，余量为铁和不可避免的杂质；
在制备过程中，采用如下步骤制备所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板：
S1、首先将废钢在中频感应电炉中熔化，升温至1520℃后，再依次加入铬铁合金、生铁、锰锭、铝锭、铬锭及硅粉至形成熔融料，将生铁熔化成铁水并将铁水冲熔在熔融料中得到浇注料，保温7分钟后用浇铸装置将浇注料浇注到第一模具与第二模具中，冷却成型得到多个凸起构件及预成型衬板板体，凸起构件的大头可与预成型衬板板体配合卡接；
S2、将冷却成型后的预成型衬板板体及多个凸起构件放入加热炉进行奥氏体化处理，出炉得衬板雏形与凸起构件雏形，奥氏体化处理具体包括如下阶段：第一阶段由常温升至385℃，升温过程遵循正函数曲线方程，升温时间3小时，保温时间为1h；第二阶段以28℃/h的速度升温至480℃，保温时间为1h；第三阶段升温至610℃，升温时间2小时，保温时间为1h；第四阶段加热至900℃，升温时间为31min，保温时间为4小时：当加热到950℃后迅速淬入温度为380℃的质量百分比浓度为35.5％硝酸钠溶液中，保持时间8小时，然后取出在空气中冷却至室温；
S3、再通过回火处理，回火温度310℃，回火时间10小时，得到衬板板体与多个凸起块；
S4、将凸起块经过抛丸处理后固定在板式骨架上，再置入衬板板体，然后预热至205℃，合箱，浇入高锰钢板体溶液，浇注温度为1495℃；
S5、将得到的物料装入热处理炉中，首先以32℃/h的速度升温至450℃，然后以52℃/h的速度升温至1430℃，保温2h后送入淬火油池进行淬火处理，淬火时间为28min，冷却到室温得到球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板。
实施例3
一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，所述衬板组分按重量百分比包括：
C：2％，Cr：25.5％，Ca：1.45％，Mn：0.55％，Al：2.25％，Si：0.92％，Mg：1.15％，Ti：1.1％，Re：0.25％，S：0.013％，P：0.028％，余量为铁和不可避免的杂质；
在制备过程中，采用如下步骤制备所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板：
S1、首先将废钢在中频感应电炉中熔化，升温至1580℃后，再依次加入铬铁合金、生铁、锰锭、铝锭、铬锭及硅粉至形成熔融料，将生铁熔化成铁水并将铁水冲熔在熔融料中得到浇注料，保温9分钟后用浇铸装置将浇注料浇注到第一模具与第二模具中，冷却成型得到多个凸起构件及预成型衬板板体，凸起构件的大头可与预成型衬板板体配合卡接；
S2、将冷却成型后的预成型衬板板体及多个凸起构件放入加热炉进行奥氏体化处理，出炉得衬板雏形与凸起构件雏形，奥氏体化处理具体包括如下阶段：第一阶段由常温升至400℃，升温过程遵循正函数曲线方程，升温时间2小时，保温时间为2h；第二阶段以21℃/h的速度升温至510℃，保温时间为0.5h；第三阶段升温至625℃，升温时间1小时，保温时间为1.5h；第四阶段加热至860℃，升温时间为38min，保温时间为2小时：当加热到975℃后迅速淬入温度为200℃的质量百分比浓度为43.5％硝酸钠溶液中，保持时间2小时，然后取出在空气中冷却至室温；
S3、再通过回火处理，回火温度480℃，回火时间8小时，得到衬板板体与多个凸起块；
S4、将凸起块经过抛丸处理后固定在板式骨架上，再置入衬板板体，然后预热至245℃，合箱，浇入高锰钢板体溶液，浇注温度为1460℃；
S5、将得到的物料装入热处理炉中，首先以45℃/h的速度升温至430℃，然后以68℃/h的速度升温至1405℃，保温2.5h后送入淬火油池进行淬火处理，淬火时间为21min，冷却到室温得到球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，其特征在于，其组分按重量百分比包括：
C：1.8-2％，Cr：25-28％，Ca：0.8-1.5％，Mn：0.5-0.8％，Al：1.2-2.3％，Si：0.9-1.3％，Mg：0.7-1.2％，Ti：1.1-1.4％，Re：0.15-0.3％，S：0.01-0.04％，P：0.02-0.03％，余量为铁和不可避免的杂质；
在制备过程中，采用如下步骤制备所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板：
S1、首先将废钢在中频感应电炉中熔化，升温至1520-1580℃后，再依次加入铬铁合金、生铁、锰锭、铝锭、铬锭及硅粉至形成熔融料，将生铁熔化成铁水并将铁水冲熔在熔融料中得到浇注料，保温5-10分钟后用浇铸装置将浇注料浇注到第一模具与第二模具中，冷却成型得到多个凸起构件及预成型衬板板体，凸起构件的大头可与预成型衬板板体配合卡接；
S2、将冷却成型后的预成型衬板板体及多个凸起构件放入加热炉进行奥氏体化处理，出炉得衬板雏形与凸起构件雏形，奥氏体化处理具体包括如下阶段：第一阶段由常温升至380-400℃，升温过程遵循正函数曲线方程，升温时间2-3小时，保温时间为1-2h；第二阶段以20-30℃/h的速度升温至480-520℃，保温时间为0.5-1h；第三阶段升温至600-630℃，升温时间1-2小时，保温时间为1-1.5h；第四阶段加热至850-900℃，升温时间为30-40min，保温时间为1-5小时：当加热到950-980℃后迅速淬入温度为180～390℃的质量百分比浓度为35-45％硝酸钠溶液中，保持时间0.3-10小时，然后取出在空气中冷却至室温；
S3、再通过回火处理，回火温度300-500℃，回火时间8-12小时，得到衬板板体与多个凸起块；
S4、将凸起块经过抛丸处理后固定在板式骨架上，再置入衬板板体，然后预热至200-250℃，合箱，浇入高锰钢板体溶液，浇注温度为1450-1500℃；
S5、将得到的物料装入热处理炉中，首先以30-45℃/h的速度升温至425-460℃，然后以50-70℃/h的速度升温至1400-1430℃，保温2-2.5h后送入淬火油池进行淬火处理，淬火时间为20-30min，冷却到室温得到球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板。
2.根据权利要求1所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，其特征在于，所述衬板组分按重量百分比包括：C：1.9-2％，Cr：26-27％，Ca：1-1.3％，Mn：1.6-1.7％，Al：1.5-2.1％，Si：1-1.2％，Mg：0.8-1％，Ti：1.2-1.35％，Re：0.2-0.28％，S：0.015-0.023％，P：0.02-0.023％，余量为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，其特征在于，所述衬板组分按重量百分比包括：C：1.95％，Cr：27％，Ca：1.25％，Mn：1.6％，Al：2％，Si：1.1％，Mg：0.9％，Ti：1.32％，Re：0.26％，S：0.018％，P：0.021％，余量为铁和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1-3任一项所述球磨机用耐磨高韧性高硬度衬板，其特征在于，在S2中，将冷却成型后的预成型衬板板体及多个凸起构件放入加热炉进行奥氏体化处理，出炉得衬板雏形与凸起构件雏形，奥氏体化处理具体包括如下阶段：第一阶段由常温升至395℃，升温过程遵循正函数曲线方程，升温时间2小时，保温时间为2h；第二阶段以23℃/h的速度升温至510℃，保温时间为1h；第三阶段升温至620℃，升温时间2小时，保温时间为1.3h；第四阶段加热至880℃，升温时间为35min，保温时间为4小时：当加热到960℃后迅速淬入温度为250℃的质量百分比浓度为37.3％硝酸钠溶液中，保持时间4小时，然后取出在空气中冷却至室温。
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