CN105256222A - 一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球 - Google Patents

一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球 Download PDF

Info

Publication number
CN105256222A
CN105256222A CN201510649373.6A CN201510649373A CN105256222A CN 105256222 A CN105256222 A CN 105256222A CN 201510649373 A CN201510649373 A CN 201510649373A CN 105256222 A CN105256222 A CN 105256222A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy cast
cast ball
insulation
coating
nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510649373.6A
Other languages
English (en)
Inventor
熊夏鸣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NINGGUO SOUTHERN WEAR-RESISTANT MATERIALS Co Ltd
Original Assignee
NINGGUO SOUTHERN WEAR-RESISTANT MATERIALS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NINGGUO SOUTHERN WEAR-RESISTANT MATERIALS Co Ltd filed Critical NINGGUO SOUTHERN WEAR-RESISTANT MATERIALS Co Ltd
Priority to CN201510649373.6A priority Critical patent/CN105256222A/zh
Publication of CN105256222A publication Critical patent/CN105256222A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其制备工艺包括：熔炼、检测、浇铸、热处理以及喷涂涂层，其合金元素包括C，Mn，Si，Ni，Cr，Mo，V，Re，Ti，B，Nb，Ca，Zr，Mg，Zn，Cu，W，S，P，余量为Fe和一些不可避免的杂质，由此制备得到的合金铸球可在多种环境下使用，具有良好的防腐蚀和耐磨性，硬度可达70HRC以上，冲击韧性可达7J/cm2，满足实际使用过程中对合金铸球的要求。

Description

一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球
技术领域
本发明涉及研磨材料技术领域，尤其涉及一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球。
背景技术
随着工业的发展，磨机的应用也趋于广泛，合金铸球是磨机设备研磨物料的介质，通过磨机与合金铸球之间、合金铸球与物料之间的碰撞摩擦产生磨削作用，从而将物料的粒径进一步减小。现有技术中常见的合金铸球，以高于锻造合金球的耐磨性能广泛应用于矿山、建材、电力等行业。在选矿业的磨机中，所用合金铸球主要是铬系合金、锰系合金等球磨铸钢件或球磨铸铁件，如高铬磨球、低铬磨球、多元合金磨球和钒钛铬合金磨球等，其工作对象多为矿石等，由于长期工作于200-300℃的冲击物料磨损环境中，合金铸球的冲击频率高，磨损严重。而且由于选矿业的磨机是水磨，故会产生化学腐蚀，其对合金铸球性能产生较大影响，使用效果也不理想。因此，矿山磨机用球的改造是本领域亟待解决的一个问题。
有鉴于现有的合金铸球存在的缺陷，现存的合金铸球在耐磨性、硬度、韧性以及防腐蚀方面性能欠佳，不能满足现在社会的要求。因此，要求合金铸球既要有高的耐磨性、硬度，还要求合金铸球的耐腐性能良好，这就对合金铸球的成分和表面处理工艺提出了更高等级的要求。
发明内容
本发明提出了一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，所述合金铸球可在多种环境下使用，具有良好的防腐蚀和耐磨性，硬度可达70HRC以上，冲击韧性可达7J/cm2，满足实际使用过程中对合金铸球的要求。
本发明提出了一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，按照如下工艺进行制备：
S1、熔炼：将高碳铬铁、低碳铬铁、废钢、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁、钛铁加入到高频感应熔炼炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于3％，氩气流速为25-35L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2000-2500℃，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入硼铁、锰铁、镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌、金属铜、金属铼、粒径为55-60μm的碳粉和粒径为30-50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2500-2700℃，保温3-4h，保温过程中抽真空维持负压为0.1-0.3kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，得到的感应炉中剩余液体即为基质合金液；
S2、检测：检测到基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:2.2-3.3％，Mn:1.12-1.46％，Si:0.53-0.81％，Ni:0.21-0.45％，Cr:10.2-12.9％，Mo:0.16-0.21％，V:0.02-0.05％，Re:0.005-0.012％，Ti:0.05-0.07％，B:0.02-0.04％，Nb:0.2-0.5％，Ca:0.012-0.038％，Zr:0.01-0.015％，Mg:0.02-0.06％，Zn:0.02-0.10％，Cu:0.01-0.03％，W:0.01-0.02％，S:0.05-0.07％，P:0.033-0.053％，余量为Fe和一些不可避免的杂质；
S3、浇铸：将基质合金熔液冷却至2000-2200℃，浇入表面涂覆有纳米陶瓷颗粒的模腔中，待熔液完全凝固后开模，冷却至室温得到合金铸球坯体A，其中纳米陶瓷颗粒在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm；
S4、热处理：将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为8-12L/min，在10-15min内从室温升温至1200-1300℃，保温30-40min，在2-3min内升温至1350-1450℃，保温12-15min，空冷至室温，再加热至400-480℃，保温20-35min，继续加热至600-650℃，保温20-35min，加入230-270℃盐浴中，保温30-60min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B；
S5、喷涂涂层：将合金铸球坯体B用乙醇清洗之后用砂纸打磨，再用丙酮清洗得到预喷涂球坯；采用气动式普通喷涂机，在温度为20-25℃条件下吸入涂料，加压至7.5-30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述预喷涂球坯表面喷涂一层厚度为105-110μm的涂层，得到所述防腐蚀高硬度耐合金铸球，其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚醚砜树脂10-40份、二硫化钼5-10份、陶瓷微珠10-20份、纳米二氧化硅5-10份、硅烷偶联剂1-5份、三氧化二锑1-3份、二乙烯三胺5-10份。
优选地，在S2中，检测到合金铸球基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:2.8％，Mn:1.29％，Si:0.67％，Ni:0.33％，Cr:11.5％，Mo:0.18％，V:0.03％，Re:0.008％，Ti:0.06％，B:0.03％，Nb:0.3％，Ca:0.025％，Zr:0.012％，Mg:0.04％，Zn:0.06％，Cu:0.02％，W:0.015％，S:0.06％，P:0.043％，余量为Fe和一些不可避免的杂质。
优选地，在S3中，所述纳米陶瓷颗粒由质量配比为10:1-3:2-4的纳米氮化硼、纳米氧化钇和纳米氧化锆组成。
优选地，在S4中，所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾52-58％和硝酸钠42-48％。
优选地，在S4中，将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为10L/min，在12min内从室温升温至1250℃，保温35min，在2.5min内升温至1400℃，保温13min，空冷至室温，再加热至440℃，保温28min，继续加热至625℃，保温28min，加入250℃盐浴中，保温45min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B。
优选地，在S5中，制备所述有机硅改性环氧树脂乳液包括：按重量份将100份环氧树脂溶解在100-200份乙酸丁酯中，升温至100-120℃，搅拌下依次加入20-30份甲基三乙氧基硅烷、10-20份二甲基二乙氧基硅烷、3-8份去离子水以及5-19份二月桂酸二丁基锡，保温反应4-5h后，出料，过滤，得到所述有机硅改性环氧树脂乳液。
优选地，在S5中，二硫化钼、陶瓷微珠、纳米二氧化硅的重量配比为1:2:1。
优选地，在S5中，制备所述涂料包括：将二硫化钼、陶瓷微珠混合后研磨至粒径为1-3um，加入纳米二氧化硅、硅烷偶联剂，以无水乙醇作为溶剂混匀后，在30-40℃下超声辐射3.0-5.0min，减压蒸馏去除无水乙醇后，烘干，加入到有机硅改性环氧树脂乳液中混匀，再加入聚醚砜树脂、三氧化二锑分散20-30min，加入二乙烯三胺搅拌均匀得到所述涂料。
其中，在由铁矿石生产各种铁或铁合金时，由于铁矿中往往伴生有磷、硫等金属或非金属矿，导致最终的铁或铁合金中含有磷、硫等元素以及难以避免的杂质。
本发明采用高碳铬铁、低碳铬铁、废钢、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁、钛铁等配合作为磨球的主料，完成本发明对于磨球硬度高的要求，提高磨球在使用中磨削效率，加强磨球的耐用性；加入的硼铁、锰铁、镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌、金属铜、金属铼相互配合，对合金液进行脱氧脱氮，减少基质合金液中氧化物和氮化物的含量，进一步提高合金铸球的的使用寿命；在浇铸工艺中，通过在模腔表面涂覆有纳米陶瓷颗粒，通过浇铸过程的高温将纳米级陶瓷增强颗粒镶嵌于合金铸球的表面和次表面，从而在合金铸球表层形成一层纳米级高硬质强化层，该强化层由于分布有性能优良的陶瓷颗粒，使得铸造合金磨球具有高强度、高韧性、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、刚度高等优点，从而显著地提高了钢球的强度、抗撞击性能和耐磨性能；在热处理工艺中，通过设定二段温区缓慢升温过程，保证合金内部组织变化合理，成分更加均匀化；将升温后的半成品淬入热盐浴中，合金铸球内部生成的有害内应力及变形相比用冷油等介质淬火的要小得多；在保证合金铸球按预定的温度进行盐浴等温淬火的同时，便能得到综合性能好的贝氏体和残留奥氏体的混合组织，大幅度提高合金铸球的耐磨性能和冲击韧性，冲击韧性可达7J/cm2；喷涂涂层工艺中，在对铸球坯体进行除油除脂和打磨处理后，在合金铸球表面喷涂一层涂层，所述涂层通过采用有机硅改性环氧树脂乳液作为基料，将涂料中其他组分包容在一起，通过其上含有的环氧基，在固化剂二乙烯三胺条件下，可以在合金铸球表面形成牢固结合的固化涂层；其中还添加二硫化钼、陶瓷微珠、纳米二氧化硅在涂料中作为填料，三者的协同作用增加了涂层的抗裂变性能，使得涂层的耐磨性能优异，磨损失重最小，同时具有优异的防腐蚀性能；硬质微粒三氧化二锑，不仅可以提高涂层的硬度，而且有效地提高了涂层耐磨性。
本发明中通过对合金铸球的成分和表面处理工艺进行优化，显著地提高合金铸球的耐磨损、防腐蚀等方面的性能，使本发明更适用于湿法研磨，还提高本发明的使用寿命，间接降低了使用成本。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，按照如下工艺进行制备：
S1、熔炼：将高碳铬铁、低碳铬铁、废钢、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁、钛铁加入到高频感应熔炼炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于3％，氩气流速为25L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2500℃，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入硼铁、锰铁、镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌、金属铜、金属铼、粒径为55-60μm的碳粉和粒径为30-50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2500℃保温4h，保温过程中抽真空维持负压为0.1kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，得到的感应炉中剩余液体即为基质合金液；
S2、检测：检测到基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:2.2％，Mn:1.46％，Si:0.53％，Ni:0.45％，Cr:10.2％，Mo:0.21％，V:0.02％，Re:0.012％，Ti:0.05％，B:0.04％，Nb:0.2％，Ca:0.038％，Zr:0.01％，Mg:0.06％，Zn:0.02％，Cu:0.03％，W:0.01％，S:0.07％，P:0.033％，余量为Fe和一些不可避免的杂质；
S3、浇铸：将基质合金熔液冷却至2000℃，浇入表面涂覆有纳米陶瓷颗粒的模腔中，待熔液完全凝固后开模，冷却至室温得到合金铸球坯体A，其中纳米陶瓷颗粒在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm，其中所述纳米陶瓷颗粒由质量配比为10:3:2的纳米氮化硼、纳米氧化钇和纳米氧化锆组成；
S4、热处理：将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为8L/min，在15min内从室温升温至1200℃，保温40min，在2min内升温至1450℃，保温12min，空冷至室温，再加热至480℃，保温20min，继续加热至650℃，保温20min，加入270℃盐浴中，保温30min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B，其中所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾58％和硝酸钠42％；
S5、喷涂涂层：将合金铸球坯体B用乙醇清洗之后用砂纸打磨，再用丙酮清洗得到预喷涂球坯；采用气动式普通喷涂机，在温度为20℃条件下吸入涂料，加压至30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述预喷涂球坯表面喷涂一层厚度为105-110μm的涂层，得到所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚醚砜树脂10份、二硫化钼10份、陶瓷微珠10份、纳米二氧化硅10份、硅烷偶联剂1份、三氧化二锑3份、二乙烯三胺5份；
其中，制备所述有机硅改性环氧树脂乳液包括：按重量份将100份环氧树脂溶解在100份乙酸丁酯中，升温至120℃，搅拌下依次加入20份甲基三乙氧基硅烷、20份二甲基二乙氧基硅烷、3份去离子水以及19份二月桂酸二丁基锡，保温反应4h后，出料，过滤，得到所述有机硅改性环氧树脂乳液；
制备所述涂料包括：将二硫化钼、陶瓷微珠混合后研磨至粒径为1-3um，加入纳米二氧化硅、硅烷偶联剂，加入无水乙醇作为溶剂混匀后，在30℃下超声辐射5.0min，减压蒸馏去除无水乙醇后，烘干，加入到有机硅改性环氧树脂乳液中混匀，再加入聚醚砜树脂、三氧化二锑分散20min，加入二乙烯三胺搅拌均匀得到所述涂料。
实施例2
本发明所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，按照如下工艺进行制备：
S1、熔炼：将高碳铬铁、低碳铬铁、废钢、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁、钛铁加入到高频感应熔炼炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于3％，氩气流速为35L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2000℃，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入硼铁、锰铁、镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌、金属铜、金属铼、粒径为55-60μm的碳粉和粒径为30-50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2700℃保温3h，保温过程中抽真空维持负压为0.3kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，得到的感应炉中剩余液体即为基质合金液；
S2、检测：检测到基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:3.3％，Mn:1.12％，Si:0.81％，Ni:0.21％，Cr:12.9％，Mo:0.16％，V:0.05％，Re:0.005％，Ti:0.07％，B:0.02％，Nb:0.5％，Ca:0.012％，Zr:0.015％，Mg:0.02％，Zn:0.10％，Cu:0.01％，W:0.02％，S:0.05％，P:0.053％，余量为Fe和一些不可避免的杂质；
S3、浇铸：将基质合金熔液冷却至2200℃，浇入表面涂覆有纳米陶瓷颗粒的模腔中，待熔液完全凝固后开模，冷却至室温得到合金铸球坯体A，其中纳米陶瓷颗粒在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm，其中所述纳米陶瓷颗粒由质量配比为10:1:4的纳米氮化硼、纳米氧化钇和纳米氧化锆组成；
S4、热处理：将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为12L/min，在10min内从室温升温至1300℃，保温30min，在3min内升温至1350℃，保温15min，空冷至室温，再加热至400℃，保温35min，继续加热至600℃，保温35min，加入230℃盐浴中，保温60min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B，其中所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾52％和硝酸钠48％；
S5、喷涂涂层：将合金铸球坯体B用乙醇清洗之后用砂纸打磨，再用丙酮清洗得到预喷涂球坯；采用气动式普通喷涂机，在温度为25℃条件下吸入涂料，加压至7.5MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述预喷涂球坯表面喷涂一层厚度为105-110μm的涂层，得到所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚醚砜树脂40份、二硫化钼5份、陶瓷微珠20份、纳米二氧化硅5份、硅烷偶联剂5份、三氧化二锑1份、二乙烯三胺10份；
其中，制备所述有机硅改性环氧树脂乳液包括：按重量份将100份环氧树脂溶解在200份乙酸丁酯中，升温至100℃，搅拌下依次加入30份甲基三乙氧基硅烷、10份二甲基二乙氧基硅烷、8份去离子水以及5份二月桂酸二丁基锡，保温反应5h后，出料，过滤，得到所述有机硅改性环氧树脂乳液；
制备所述涂料包括：将二硫化钼、陶瓷微珠混合后研磨至粒径为1-3um，加入纳米二氧化硅、硅烷偶联剂，加入无水乙醇作为溶剂混匀后，在40℃下超声辐射3.0min，减压蒸馏去除无水乙醇后，烘干，加入到有机硅改性环氧树脂乳液中混匀，再加入聚醚砜树脂、三氧化二锑分散30min，加入二乙烯三胺搅拌均匀得到所述涂料。
实施例3
本发明所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，按照如下工艺进行制备：
S1、熔炼：将高碳铬铁、低碳铬铁、废钢、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁、钛铁加入到高频感应熔炼炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于3％，氩气流速为30L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2250℃，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入硼铁、锰铁、镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌、金属铜、金属铼、粒径为55-60μm的碳粉和粒径为30-50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2600℃保温3.5h，保温过程中抽真空维持负压为0.2kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，得到的感应炉中剩余液体即为基质合金液；
S2、检测：检测到基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:2.8％，Mn:1.29％，Si:0.67％，Ni:0.33％，Cr:11.5％，Mo:0.18％，V:0.03％，Re:0.008％，Ti:0.06％，B:0.03％，Nb:0.3％，Ca:0.025％，Zr:0.012％，Mg:0.04％，Zn:0.06％，Cu:0.02％，W:0.015％，S:0.06％，P:0.043％，余量为Fe和一些不可避免的杂质；
S3、浇铸：将基质合金熔液冷却至2100℃，浇入表面涂覆有纳米陶瓷颗粒的模腔中，待熔液完全凝固后开模，冷却至室温得到合金铸球坯体A，其中纳米陶瓷颗粒在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm，其中所述纳米陶瓷颗粒由质量配比为10:2:3的纳米氮化硼、纳米氧化钇和纳米氧化锆组成；
S4、热处理：将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为10L/min，在12min内从室温升温至1250℃，保温35min，在2.5min内升温至1400℃，保温13min，空冷至室温，再加热至440℃，保温28min，继续加热至625℃，保温28min，加入250℃盐浴中，保温45min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B，其中所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾55％和硝酸钠45％；
S5、喷涂涂层：将合金铸球坯体B用乙醇清洗之后用砂纸打磨，再用丙酮清洗得到预喷涂球坯；采用气动式普通喷涂机，在温度为23℃条件下吸入涂料，加压至20MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述预喷涂球坯表面喷涂一层厚度为105-110μm的涂层，得到所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚醚砜树脂25份、二硫化钼7份、陶瓷微珠15份、纳米二氧化硅8份、硅烷偶联剂3份、三氧化二锑2份、二乙烯三胺8份；
其中，制备所述有机硅改性环氧树脂乳液包括：按重量份将100份环氧树脂溶解在150份乙酸丁酯中，升温至110℃，搅拌下依次加入25份甲基三乙氧基硅烷、15份二甲基二乙氧基硅烷、5份去离子水以及12份二月桂酸二丁基锡，保温反应4.5h后，出料，过滤，得到所述有机硅改性环氧树脂乳液；
制备所述涂料包括：将二硫化钼、陶瓷微珠混合后研磨至粒径为1-3um，加入纳米二氧化硅、硅烷偶联剂，加入无水乙醇作为溶剂混匀后，在35℃下超声辐射4.0min，减压蒸馏去除无水乙醇后，烘干，加入到有机硅改性环氧树脂乳液中混匀，再加入聚醚砜树脂、三氧化二锑分散25min，加入二乙烯三胺搅拌均匀得到所述涂料。
实施例4
本发明所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，按照如下工艺进行制备：
S1、熔炼：将高碳铬铁、低碳铬铁、废钢、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁、钛铁加入到高频感应熔炼炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于3％，氩气流速为32L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2300℃，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入硼铁、锰铁、镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌、金属铜、金属铼、粒径为55-60μm的碳粉和粒径为30-50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2650℃保温3.6h，保温过程中抽真空维持负压为0.25kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，得到的感应炉中剩余液体即为基质合金液；
S2、检测：检测到基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:2.6％，Mn:1.32％，Si:0.65％，Ni:0.35％，Cr:11.2％，Mo:0.19％，V:0.04％，Re:0.009％，Ti:0.06％，B:0.03％，Nb:0.4％，Ca:0.030％，Zr:0.013％，Mg:0.05％，Zn:0.08％，Cu:0.02％，W:0.016％，S:0.06％，P:0.051％，余量为Fe和一些不可避免的杂质；
S3、浇铸：将基质合金熔液冷却至2150℃，浇入表面涂覆有纳米陶瓷颗粒的模腔中，待熔液完全凝固后开模，冷却至室温得到合金铸球坯体A，其中纳米陶瓷颗粒在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm，其中所述纳米陶瓷颗粒由质量配比为10:1:3的纳米氮化硼、纳米氧化钇和纳米氧化锆组成；
S4、热处理：将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为11L/min，在13min内从室温升温至1200℃，保温34min，在2.8min内升温至1450℃，保温14min，空冷至室温，再加热至460℃，保温27min，继续加热至630℃，保温27min，加入260℃盐浴中，保温50min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B，其中所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾56％和硝酸钠44％；
S5、喷涂涂层：将合金铸球坯体B用乙醇清洗之后用砂纸打磨，再用丙酮清洗得到预喷涂球坯；采用气动式普通喷涂机，在温度为22℃条件下吸入涂料，加压至15MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述预喷涂球坯表面喷涂一层厚度为105-110μm的涂层，得到所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚醚砜树脂20份、二硫化钼8份、陶瓷微珠16份、纳米二氧化硅7份、硅烷偶联剂3份、三氧化二锑2份、二乙烯三胺7份；
其中，制备所述有机硅改性环氧树脂乳液包括：按重量份将100份环氧树脂溶解在150份乙酸丁酯中，升温至115℃，搅拌下依次加入24份甲基三乙氧基硅烷、16份二甲基二乙氧基硅烷、6份去离子水以及10份二月桂酸二丁基锡，保温反应4.6h后，出料，过滤，得到所述有机硅改性环氧树脂乳液；
制备所述涂料包括：将二硫化钼、陶瓷微珠混合后研磨至粒径为1-3um，加入纳米二氧化硅、硅烷偶联剂，加入无水乙醇作为溶剂混匀后，在36℃下超声辐射4.2min，减压蒸馏去除无水乙醇后，烘干，加入到有机硅改性环氧树脂乳液中混匀，再加入聚醚砜树脂、三氧化二锑分散22min，加入二乙烯三胺搅拌均匀得到所述涂料。
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 (8)

1.一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，按照如下工艺进行制备：
S1、熔炼：将高碳铬铁、低碳铬铁、废钢、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁、钛铁加入到高频感应熔炼炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于3％，氩气流速为25-35L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2000-2500℃，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入硼铁、锰铁、镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌、金属铜、金属铼、粒径为55-60μm的碳粉和粒径为30-50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2500-2700℃保温3-4h，保温过程中抽真空维持负压为0.1-0.3kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，得到的感应炉中剩余液体即为基质合金液；
S2、检测：检测到基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:2.2-3.3％，Mn:1.12-1.46％，Si:0.53-0.81％，Ni:0.21-0.45％，Cr:10.2-12.9％，Mo:0.16-0.21％，V:0.02-0.05％，Re:0.005-0.012％，Ti:0.05-0.07％，B:0.02-0.04％，Nb:0.2-0.5％，Ca:0.012-0.038％，Zr:0.01-0.015％，Mg:0.02-0.06％，Zn:0.02-0.10％，Cu:0.01-0.03％，W:0.01-0.02％，S:0.05-0.07％，P:0.033-0.053％，余量为Fe和一些不可避免的杂质；
S3、浇铸：将基质合金熔液冷却至2000-2200℃，浇入表面涂覆有纳米陶瓷颗粒的模腔中，待熔液完全凝固后开模，冷却至室温得到合金铸球坯体A，其中纳米陶瓷颗粒在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm；
S4、热处理：将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为8-12L/min，在10-15min内从室温升温至1200-1300℃，保温30-40min，在2-3min内升温至1350-1450℃，保温12-15min，空冷至室温，再加热至400-480℃，保温20-35min，继续加热至600-650℃，保温20-35min，加入230-270℃盐浴中，保温30-60min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B；
S5、喷涂涂层：将合金铸球坯体B用乙醇清洗之后用砂纸打磨，再用丙酮清洗得到预喷涂球坯；采用气动式普通喷涂机，在温度为20-25℃条件下吸入涂料，加压至7.5-30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述预喷涂球坯表面喷涂一层厚度为105-110μm的涂层，得到所述防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚醚砜树脂10-40份、二硫化钼5-10份、陶瓷微珠10-20份、纳米二氧化硅5-10份、硅烷偶联剂1-5份、三氧化二锑1-3份、二乙烯三胺5-10份。
2.根据权利要求1所述的防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，在S2中，检测到基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C:2.8％，Mn:1.29％，Si:0.67％，Ni:0.33％，Cr:11.5％，Mo:0.18％，V:0.03％，Re:0.008％，Ti:0.06％，B:0.03％，Nb:0.3％，Ca:0.025％，Zr:0.012％，Mg:0.04％，Zn:0.06％，Cu:0.02％，W:0.015％，S:0.06％，P:0.043％，余量为Fe和一些不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，在S3中，所述纳米陶瓷颗粒由质量配比为10:1-3:2-4的纳米氮化硼、纳米氧化钇和纳米氧化锆组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，在S4中，所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾52-58％和硝酸钠42-48％。
5.根据权利要求4所述的防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，在S4中，将合金铸球坯体A放入电炉中，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为10L/min，在12min内从室温升温至1250℃，保温35min，在2.5min内升温至1400℃，保温13min，空冷至室温，再加热至440℃，保温28min，继续加热至625℃，保温28min，加入250℃盐浴中，保温45min，取出后空冷至室温，得到合金铸球坯体B。
6.根据权利要求1-5任一项所述的防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，在S5中，制备所述有机硅改性环氧树脂乳液包括：按重量份将100份环氧树脂溶解在100-200份乙酸丁酯中，升温至100-120℃，搅拌下依次加入20-30份甲基三乙氧基硅烷、10-20份二甲基二乙氧基硅烷、3-8份去离子水以及5-19份二月桂酸二丁基锡，保温反应4-5h后，出料，过滤，得到所述有机硅改性环氧树脂乳液。
7.根据权利要求1-6任一项所述的防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，在S5中，二硫化钼、陶瓷微珠、纳米二氧化硅的重量配比为1:2:1。
8.根据权利要求1-7任一项所述的防腐蚀高硬度耐磨合金铸球，其特征在于，在S5中，制备所述涂料包括：将二硫化钼、陶瓷微珠混合后研磨至粒径为1-3um，加入纳米二氧化硅、硅烷偶联剂，以无水乙醇作为溶剂混匀后，在30-40℃下超声辐射3-5min，减压蒸馏去除无水乙醇后，烘干，加入到有机硅改性环氧树脂乳液中混匀，再加入聚醚砜树脂、三氧化二锑分散20-30min，加入二乙烯三胺搅拌均匀得到所述涂料。
CN201510649373.6A 2015-09-30 2015-09-30 一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球 Pending CN105256222A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510649373.6A CN105256222A (zh) 2015-09-30 2015-09-30 一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510649373.6A CN105256222A (zh) 2015-09-30 2015-09-30 一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105256222A true CN105256222A (zh) 2016-01-20

Family

ID=55096148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510649373.6A Pending CN105256222A (zh) 2015-09-30 2015-09-30 一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105256222A (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105671417A (zh) * 2016-01-26 2016-06-15 安徽同盛环件股份有限公司 一种适用环形支撑件用的高硬度耐磨合金钢及制备方法
CN106086588A (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 含山县天翔铸造有限公司 一种高强度轮毂铸件配方及其制备工艺
CN106086610A (zh) * 2016-06-20 2016-11-09 马鞍山市益丰实业集团有限公司 一种抗氧化耐磨涂层的耐磨球制备方法
CN106191637A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 蚌埠市北晨微型机床厂 一种防腐蚀耐磨低铬合金材料的铸造方法
CN106244909A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 蚌埠市北晨微型机床厂 一种强化低铬合金铸件耐磨性能的铸造方法
CN106367656A (zh) * 2016-11-21 2017-02-01 常熟市张桥华丰铸造五金厂 一种回火稳定性好的高强度铸件
CN106435344A (zh) * 2016-10-24 2017-02-22 黄林 一种电机壳铸造材料
CN106834896A (zh) * 2016-12-27 2017-06-13 宁国市华丰耐磨材料有限公司 一种骨架增强钢锻
CN107189631A (zh) * 2017-06-23 2017-09-22 徐晨炫 一种基材表面防护薄膜层的制备方法
CN107217194A (zh) * 2017-04-18 2017-09-29 芜湖市和蓄机械股份有限公司 一种耐腐蚀、耐磨合金铸铁及其制法与应用
CN107502815A (zh) * 2017-09-26 2017-12-22 宁夏神耀科技有限责任公司 一种高强度耐磨损多元合金材料及制备方法
CN108897109A (zh) * 2018-07-20 2018-11-27 江苏亨通光电股份有限公司 低烟无卤阻燃气吹微管
CN109838606A (zh) * 2017-11-26 2019-06-04 江苏宇之源新能源科技有限公司 一种压力调节阀的阀体加工工艺
CN110527894A (zh) * 2019-09-28 2019-12-03 马鞍山海华耐磨材料科技有限公司 一种用于金属表面处理的的高耐磨材料
CN114213935A (zh) * 2021-12-22 2022-03-22 广东美涂士建材股份有限公司 一种耐高温耐磨合金高性能工业涂料及其制备方法
CN114351036A (zh) * 2021-11-30 2022-04-15 宁国市华丰耐磨材料有限公司 一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段及其热处理方法
CN115244209A (zh) * 2020-03-06 2022-10-25 东华隆株式会社 新型的钨系喷镀覆膜和用于获得其的喷镀用材料

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104087885A (zh) * 2014-06-17 2014-10-08 宁国东方碾磨材料股份有限公司 一种耐腐蚀涂层磨段
CN104087887A (zh) * 2014-06-17 2014-10-08 宁国东方碾磨材料股份有限公司 一种高硬度涂层磨段
CN104087841A (zh) * 2014-06-17 2014-10-08 宁国东方碾磨材料股份有限公司 一种高韧性涂层磨段
CN104275230A (zh) * 2014-05-24 2015-01-14 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种高硬度涂层耐磨球
CN104278202A (zh) * 2014-05-24 2015-01-14 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种涂层耐磨球
CN104289280A (zh) * 2014-05-24 2015-01-21 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种耐腐蚀涂层耐磨球

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104275230A (zh) * 2014-05-24 2015-01-14 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种高硬度涂层耐磨球
CN104278202A (zh) * 2014-05-24 2015-01-14 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种涂层耐磨球
CN104289280A (zh) * 2014-05-24 2015-01-21 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种耐腐蚀涂层耐磨球
CN104087885A (zh) * 2014-06-17 2014-10-08 宁国东方碾磨材料股份有限公司 一种耐腐蚀涂层磨段
CN104087887A (zh) * 2014-06-17 2014-10-08 宁国东方碾磨材料股份有限公司 一种高硬度涂层磨段
CN104087841A (zh) * 2014-06-17 2014-10-08 宁国东方碾磨材料股份有限公司 一种高韧性涂层磨段

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105671417A (zh) * 2016-01-26 2016-06-15 安徽同盛环件股份有限公司 一种适用环形支撑件用的高硬度耐磨合金钢及制备方法
CN106086588A (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 含山县天翔铸造有限公司 一种高强度轮毂铸件配方及其制备工艺
CN106086610A (zh) * 2016-06-20 2016-11-09 马鞍山市益丰实业集团有限公司 一种抗氧化耐磨涂层的耐磨球制备方法
CN106191637A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 蚌埠市北晨微型机床厂 一种防腐蚀耐磨低铬合金材料的铸造方法
CN106244909A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 蚌埠市北晨微型机床厂 一种强化低铬合金铸件耐磨性能的铸造方法
CN106435344A (zh) * 2016-10-24 2017-02-22 黄林 一种电机壳铸造材料
CN106367656A (zh) * 2016-11-21 2017-02-01 常熟市张桥华丰铸造五金厂 一种回火稳定性好的高强度铸件
CN106834896A (zh) * 2016-12-27 2017-06-13 宁国市华丰耐磨材料有限公司 一种骨架增强钢锻
CN107217194A (zh) * 2017-04-18 2017-09-29 芜湖市和蓄机械股份有限公司 一种耐腐蚀、耐磨合金铸铁及其制法与应用
CN107189631A (zh) * 2017-06-23 2017-09-22 徐晨炫 一种基材表面防护薄膜层的制备方法
CN107502815A (zh) * 2017-09-26 2017-12-22 宁夏神耀科技有限责任公司 一种高强度耐磨损多元合金材料及制备方法
CN109838606A (zh) * 2017-11-26 2019-06-04 江苏宇之源新能源科技有限公司 一种压力调节阀的阀体加工工艺
CN108897109A (zh) * 2018-07-20 2018-11-27 江苏亨通光电股份有限公司 低烟无卤阻燃气吹微管
CN110527894A (zh) * 2019-09-28 2019-12-03 马鞍山海华耐磨材料科技有限公司 一种用于金属表面处理的的高耐磨材料
CN115244209A (zh) * 2020-03-06 2022-10-25 东华隆株式会社 新型的钨系喷镀覆膜和用于获得其的喷镀用材料
CN115244209B (zh) * 2020-03-06 2024-05-24 东华隆株式会社 新型的钨系喷镀覆膜和用于获得其的喷镀用材料
CN114351036A (zh) * 2021-11-30 2022-04-15 宁国市华丰耐磨材料有限公司 一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段及其热处理方法
CN114213935A (zh) * 2021-12-22 2022-03-22 广东美涂士建材股份有限公司 一种耐高温耐磨合金高性能工业涂料及其制备方法
CN114213935B (zh) * 2021-12-22 2022-08-12 广东美涂士建材股份有限公司 一种耐高温耐磨合金高性能工业涂料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105256222A (zh) 一种防腐蚀高硬度耐磨合金铸球
CN105256236A (zh) 一种防腐蚀高韧性耐磨铸段
CN102851597B (zh) 一种抗磨蚀沉没辊轴套及其制造方法
CN104087866B (zh) 一种球磨机用高耐热耐磨球
CN104275230B (zh) 一种高硬度涂层耐磨球
CN106676389A (zh) 一种输油管用高强度耐腐蚀钢及其加工工艺
CN112226693A (zh) 一种低合金高强度耐蚀钢筋及其制备方法
CN101275204A (zh) 一种Cr-Mn-Ti齿轮钢及其制备方法
CN104099521A (zh) 一种耐腐蚀高硬耐磨球
CN106151467A (zh) 一种铝合金变速箱箱体
CN104195362A (zh) 一种高硼耐磨蚀合金制备方法
CN106191637A (zh) 一种防腐蚀耐磨低铬合金材料的铸造方法
CN104404191A (zh) 一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺
CN104451286A (zh) 一种镁铝合金及其加工工艺
CN106244909A (zh) 一种强化低铬合金铸件耐磨性能的铸造方法
CN103924166B (zh) 一种高锰钢的制备方法
CN105886881A (zh) 一种多元微合金化铬锰耐磨合金钢吸砂管及其制备方法
CN102979938B (zh) 一种单向阀阀体铸造方法
CN104896059A (zh) 一种机动车变速箱
CN107841600A (zh) 一种用于室外防锈阀门加工工艺
CN107893198A (zh) 一种管道系统中的排气阀及其铸造工艺
CN107201475A (zh) 一种阀体的铸造成型制备方法
CN104087821B (zh) 一种高韧性耐磨球
CN104178696A (zh) 一种石墨球化耐磨球
CN106756585A (zh) 一种汽车发动机排气接头的生产工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160120

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication