CN105112787A - 一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球及其制备方法，其各化学成分及质量百分比为：C0.9-1.3、Mn0.25-0.45、Cr4.2-5.6、V2.7-3.6、Mo1.1-1.9、Si0.5-0.8、Ti0.1-0.2、Mg0.2-0.3、Nb0.3-0.5、Al0.2-0.3、Y0.05-0.1、Tb0.04-0.07、Ho0.03-0.05、S≤0.03、P≤0.03、余量为Fe。本发明制得的钢球具有硬度高、耐磨性好，韧性好，耐冲击等特点，与传统钢球相比，耐磨性能更优，使用磨损量减少，使用寿命延长。

Description

一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球及其制备方法
技术领域
本发明涉及铸铁材料技术领域，具体涉及一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球及其制备方法。
背景技术
球磨机钢球是球磨机设备研磨物料介质，通过球磨机钢球之间钢球与物料之间的碰撞摩擦产生磨剥作用，重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用，广泛应用于水泥建材、金属矿山、煤浆火电、化学工程、陶瓷等行业的粉体制备与超细深加工。钢球是球磨机主要的易磨损件，其工作繁重,工作条件苛刻,因此对钢球材质的耐磨性和韧性具有较高的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球，其各化学成分及质量百分比为：C0.9-1.3、Mn0.25-0.45、Cr4.2-5.6、V2.7-3.6、Mo1.1-1.9、Si0.5-0.8、Ti0.1-0.2、Mg0.2-0.3、Nb0.3-0.5、Al0.2-0.3、Y0.05-0.1、Tb0.04-0.07、Ho0.03-0.05、S≤0.03、P≤0.03、余量为Fe。
一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球的制备方法，包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、生铁、废旧石墨电极熔清，再依次加入铬铁、钼铁、钒铁、钛铁，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前4-6min内先后加入锰铁和铌铁，在出炉前3-4min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1530-1560℃；
（2）在包内冲入稀土镁硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行200-250℃的预热，变质孕育处理温度为1510-1540℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静5-10min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1475-1495℃；
（3）将上述得到的高锰钢进行热处理：先加热至1020-1060℃，保温4-8h，再降温至720-780℃，保温3-6h，水冷淬火后再在180-240℃下回火5-7h，然后加热至580-640℃，保温2-4h，再加热至910-980℃，保温3-5h，空冷淬火后再在220-260℃下回火7-9h，空冷至室温即可。
本发明的有益效果：
（1）本发明成分设计合理，合金元素Cr、V、Mo、Mn、Nb的合理有效搭配，可以显著改善基体组织和碳化物形貌，提高钢球的耐磨性和冲击韧性，同时添加的Y、Tb、Ho稀土元素可以抑制夹杂物在晶界的偏聚，改善晶界状况，细化晶粒，使钢球的硬度特别是冲击韧性明显提高；
（2）本发明热处理工艺合理，经过两次淬火以及相应的回火处理后，组织更细小均匀，晶界特征消失，且具有较高的淬透性，提高钢球的硬度和韧性；
（3）本发明制得的钢球具有硬度高、耐磨性好，韧性好，耐冲击等特点，与传统钢球相比，耐磨性能更优，使用磨损量减少，使用寿命延长。
具体实施方式
一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球，其各化学成分及质量百分比为：C0.9-1.3、Mn0.25-0.45、Cr4.2-5.6、V2.7-3.6、Mo1.1-1.9、Si0.5-0.8、Ti0.1-0.2、Mg0.2-0.3、Nb0.3-0.5、Al0.2-0.3、Y0.05-0.1、Tb0.04-0.07、Ho0.03-0.05、S≤0.03、P≤0.03、余量为Fe。
一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球的制备方法，包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、生铁、废旧石墨电极熔清，再依次加入铬铁、钼铁、钒铁、钛铁，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前4-6min内先后加入锰铁和铌铁，在出炉前3-4min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1530-1560℃；
（2）在包内冲入稀土镁硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行200-250℃的预热，变质孕育处理温度为1510-1540℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静5-10min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1475-1495℃；
（3）将上述得到的高锰钢进行热处理：先加热至1020-1060℃，保温4-8h，再降温至720-780℃，保温3-6h，水冷淬火后再在180-240℃下回火5-7h，然后加热至580-640℃，保温2-4h，再加热至910-980℃，保温3-5h，空冷淬火后再在220-260℃下回火7-9h，空冷至室温即可。
经检验，产品化学成分为C1.16%、Mn0.37%、Cr5.14%、V3.09%、Mo1.38%、Si0.74%、Ti0.16%、Mg0.22%、Nb0.43%、Al0.21%、Y0.088%、Tb0.065%、Ho0.044%、S0.018%、P0.024%、余量为Fe。力学性能为：硬度：67.6HRC，冲击韧性：22.9J/cm2。

Claims (2)

1.一种球磨机用稀土铬钼钒合金钢球，其特征在于，其各化学成分及质量百分比为：C0.9-1.3、Mn0.25-0.45、Cr4.2-5.6、V2.7-3.6、Mo1.1-1.9、Si0.5-0.8、Ti0.1-0.2、Mg0.2-0.3、Nb0.3-0.5、Al0.2-0.3、Y0.05-0.1、Tb0.04-0.07、Ho0.03-0.05、S≤0.03、P≤0.03、余量为Fe。
2.一种如权利要求1所述的球磨机用稀土铬钼钒合金钢球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、生铁、废旧石墨电极熔清，再依次加入铬铁、钼铁、钒铁、钛铁，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前4-6min内先后加入锰铁和铌铁，在出炉前3-4min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1530-1560℃；
（2）在包内冲入稀土镁硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行200-250℃的预热，变质孕育处理温度为1510-1540℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静5-10min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1475-1495℃；
（3）将上述得到的高锰钢进行热处理：先加热至1020-1060℃，保温4-8h，再降温至720-780℃，保温3-6h，水冷淬火后再在180-240℃下回火5-7h，然后加热至580-640℃，保温2-4h，再加热至910-980℃，保温3-5h，空冷淬火后再在220-260℃下回火7-9h，空冷至室温即可。
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