CN105369160A - 一种一水硬铝石专用高铬耐磨球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一水硬铝石专用耐磨球，其组分按重量百分比包括：C1.8-3.2，Si≤1.2，Mn0.2-1.5，Cr17-19，S≤0.06，P≤0.06，Ti0.1-1，中稀土0.1-0.3，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明还公开了一种一水硬铝石专用耐磨球的制备方法。本发明硬度高，耐磨，耐强腐蚀。

Description

一种一水硬铝石专用高铬耐磨球及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨球技术领域，尤其涉及一种水硬铝石专用高铬耐磨球及其制备方法。
背景技术
使用球磨机破碎碾磨原矿是铝土矿选矿流程中重要的环节，而磨內研磨体—耐磨球的好坏直接关系着球磨机的使用效果和磨矿指标。一水硬铝石、三水铝石或一水软铝石为主要矿物所组成的矿石统称铝土矿。它的应用领域有金属和非金属两个方面。铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90％以上。
铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小，但用途却十分广泛。例如：化学制品方面以硫酸盐、三水合物及氯化铝等产品可应用于造纸、净化水、陶瓷及石油精炼方面；活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂；用r-Al2O3生产的氯化铝可供染料、橡胶、医药、石油等有机合成应用；玻璃组成中有3％～5％Al2O3可提高熔点、粘度、强度；研磨材料是高级砂轮、抛光粉的主要原料；耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料。
在我国铝土矿的质量比较差，加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98％以上，也就是说我国的铝土矿的选矿原矿大多为一水硬铝石型。该种矿石莫氏硬度达到6-7，密度达到3.3-3.5g/cm3，同时湿法磨内添加的药剂具有高强度的腐蚀性，这就对球磨机内的研磨体的硬度和耐磨、抗腐蚀等性能提出更高的要求，目前的高铬球不能很好的满足该行业的磨矿需求，迫使我们针对不同行业的特别工况有所改进和提高，寻找一种硬度高、耐磨、耐强腐蚀的专用高铬球。
发明内容
本发明提出了一种一水硬铝石专用耐磨球及其制备方法，硬度高，耐磨，耐强腐蚀。
本发明提出的一种一水硬铝石专用耐磨球，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
优选地，C、Mn及Cr的重量比为2.2-2.8:0.2-0.6:17-19。
优选地，中稀土、Ti及Gr的重量比为0.1-0.3:0.1-0.5:17-19。
优选地，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明还公开了一种一水硬铝石专用耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料熔炼：熔炼温度为1520-1600℃；
S2、恒温浇注：恒温浇注温度为1480-1520℃，得到浇铸料；
S3、热处理：将浇注料升温至730-740℃，保温8.5-10h，继续升温至1000-1200℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为110-140℃，淬火时间为12-15min，回火至230-320℃，保温8-12h，停止加热缓冷4-5h得到一水硬铝石专用耐磨球。
优选地，在热处理过程中，在S1中，熔炼温度为1560-1580℃。
优选地，在热处理过程中，在S2中，恒温浇注温度为1480-1500℃
优选地，在热处理过程中，在S3中，将浇注料升温至725-738℃，保温9-9.5h，继续升温至1100-1500℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为115-120℃，淬火时间为13-14min，回火至250-280℃，保温9-11h，停止加热缓冷4-5h得到一水硬铝石专用耐磨球。
本发明中，中稀土是钐、铕、钆、铽和镝五种稀土元素的总称，具有优异的脱氧脱硫作用，可改变耐磨球中夹杂物的形态，细化晶粒，提高强度、韧性、耐腐蚀性及抗氧化性；铬可提高耐磨球的硬度，增强耐磨性及耐腐蚀性，但铬含量增高硬度随之增高，同时脆性也会增加；钛可细化组织，净化晶界，抑制裂纹产生，增加碳化物量；通过加入中稀土、钛、铬，并合理控制各含量处于一定范围，三者协同作用，可高度细化组织晶粒，制品的硬度、耐磨及耐腐蚀性极为优异，且韧性较好，另外C为基体组织与碳化物的重要组成部分，Mn是形成奥氏体的有效元素，C、Mn及Cr对制品硬度及韧性影响明显，通过合理控制C、Mn及Cr的含量，可在保证韧性的前提下，硬度极高，耐磨球耐磨性极好，本发明可更好的适应碾磨一水硬铝石的工况；另外，在制备方法中随着热处理淬火油的油温的增高耐磨球的硬度、冲击相应也会增高，但是达到一定高的温度时，磨球的硬度和冲击有所下降，通过合理控制热处理淬火的油温处于一定范围内，并合理控制热处理过程中其他参数处于一定范围内，制品硬度及耐冲击性能极为优异，破碎率极少，耐磨性能极好。
本发明硬度高，耐磨，耐腐蚀，极少破碎，寿命长；本发明耐磨球硬度HRC可达61-69，冲击值≥10.2J/c㎡，落球冲击疲劳寿命≥60000次，金属晶粒个数100000个/mm2；本发明主要针对铝土矿选矿中碾磨一水硬铝石有更好的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种一水硬铝石专用耐磨球的制备工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种一水硬铝石专用耐磨球的制备工艺流程图。
实施例1
一种一水硬铝石专用耐磨球，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
参照图1，上述一水硬铝石专用耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料熔炼：熔炼温度为1520℃；
S2、恒温浇注：恒温浇注温度为1480℃，得到浇铸料；
S3、热处理：将浇注料升温至730℃，保温8.5h，继续升温至1000℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为110℃，淬火时间为12min，回火至230℃，保温10h，停止加热缓冷4h得到一水硬铝石专用耐磨球。
将得到的一水硬铝石专用耐磨球进行性能测试，测试结果为：HRC61-63；冲击值≥10.8J/c㎡；落球冲击疲劳寿命≥60000次；金属晶粒个数100000个/mm2；耐强腐蚀，极少破碎。
实施例2
一种一水硬铝石专用耐磨球，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
上述一水硬铝石专用耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料熔炼：熔炼温度为1560℃；
S2、恒温浇注：恒温浇注温度为1500℃，得到浇铸料；
S3、热处理：将浇注料升温至740℃，保温9h，继续升温至1100℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为120℃，淬火时间为15min，回火至250℃，保温10h，停止加热缓冷4h得到一水硬铝石专用耐磨球。
将得到的一水硬铝石专用耐磨球进行性能测试，测试结果为：HRC：61-63；冲击值：≥10.8J/c㎡；落球冲击疲劳寿命≥60000次；金属晶粒个数100000个/mm2；耐强腐蚀，极少破碎。
从上可知，磨球到达了各方面性能要求。
实施例3
一种一水硬铝石专用耐磨球，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
上述一水硬铝石专用耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料熔炼：熔炼温度为1580℃；
S2、恒温浇注：恒温浇注温度为1500℃，得到浇铸料；
S3、热处理：将浇注料升温至740℃，保温9.5h，继续升温至1150℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为130℃，淬火时间为15min，回火至280℃，保温10h，停止加热缓冷4h得到一水硬铝石专用耐磨球。
将得到的一水硬铝石专用耐磨球进行性能测试，测试结果为：HRC：62-69；冲击值：≥11J/c㎡；落球冲击疲劳寿命≥60000次；金属晶粒个数100000个/mm2；耐强腐蚀，极少破碎。
实施例4
一种一水硬铝石专用耐磨球，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
上述一水硬铝石专用耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料熔炼：熔炼温度为1600℃；
S2、恒温浇注：恒温浇注温度为1520℃，得到浇铸料；
S3、热处理：将浇注料升温至740℃，保温10h，继续升温至1200℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为130℃，淬火时间为12min，回火至320℃，保温10h，停止加热缓冷5h得到一水硬铝石专用耐磨球。
将得到的一水硬铝石专用耐磨球进行性能测试，测试结果为：HRC：63-69；冲击值：≥10.8J/c㎡；落球冲击疲劳寿命≥60000次；金属晶粒个数100000个/mm2；耐强腐蚀，极少破碎。
实施例5
一种一水硬铝石专用耐磨球，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
上述一水硬铝石专用耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料熔炼：熔炼温度为1570℃；
S2、恒温浇注：恒温浇注温度为1485℃，得到浇铸料；
S3、热处理：将浇注料升温至732℃，保温9.3h，继续升温至1130℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为118℃，淬火时间为13.5min，回火至275℃，保温10.5h，停止加热缓冷5h得到一水硬铝石专用耐磨球。
将得到的一水硬铝石专用耐磨球进行性能测试，测试结果为：HRC：64-65；冲击值：≥11.5J/c㎡；落球冲击疲劳寿命≥62000次；金属晶粒个数100000个/mm2；耐强腐蚀，极少破碎。
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)

1.一种一水硬铝石专用耐磨球，其特征在于，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一水硬铝石专用耐磨球，其特征在于，C、Mn及Cr的重量比为2.2-2.8:0.2-0.6:17-19。
3.根据权利要求1所述的一水硬铝石专用耐磨球，其特征在于，中稀土、Ti及Gr的重量比为0.1-0.3:0.1-0.5:17-19。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一水硬铝石专用耐磨球，其特征在于，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及不可避免的杂质。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的一水硬铝石专用耐磨球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料熔炼：熔炼温度为1520-1600℃；
S2、恒温浇注：恒温浇注温度为1480-1520℃，得到浇铸料；
S3、热处理：将浇注料升温至730-740℃，保温8.5-10h，继续升温至1000-1200℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为110-140℃，淬火时间为12-15min，回火至230-320℃，保温8-12h，停止加热缓冷4-5h得到一水硬铝石专用耐磨球。
6.根据权利要求5所述的一水硬铝石专用耐磨球，其特征在于，在热处理过程中，在S1中，熔炼温度为1560-1580℃。
7.根据权利要求5所述的一水硬铝石专用耐磨球，其特征在于，在热处理过程中，在S2中，恒温浇注温度为1480-1500℃。
8.根据权利要求5所述的一水硬铝石专用耐磨球，其特征在于，在热处理过程中，在S3中，将浇注料升温至725-738℃，保温9-9.5h，继续升温至1100-1500℃，放入淬火油中淬火，淬火油温度为115-120℃，淬火时间为13-14min，回火至250-280℃，保温9-11h，停止加热缓冷4-5h得到一水硬铝石专用耐磨球。
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