CN106222583A - 一种耐磨高铬铸球及其熔炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐磨铸铁生产技术领域，具体涉及一种耐磨高铬铸球，以及它的熔炼工艺；所述铸球包括如下质量分数的组分：碳：0.7‑1.5wt％，铬：10.4‑12.8wt％，锰：0.25‑0.40wt％，硅：0.7‑1.2wt％，硼：0.25‑0.6wt％，镍：0.05‑0.2wt％，钛：0.1‑0.3wt％，余量为铁和不可避免的杂质；本发明提供的高铬铸球，耐磨性和机械性能好，冲击韧性强，单位磨耗量小；此外，本发明提供的熔炼工艺步骤简单，实用性强，熔炼效果好。

Description

一种耐磨高铬铸球及其熔炼工艺
技术领域
本发明涉及耐磨铸铁生产技术领域，具体涉及一种耐磨高铬铸球，以及它的熔炼工艺。
背景技术
含铬钢球是全世界粉碎工业目前乃至可预见将来的第一大耐磨材料消耗件，被广泛应用于冶金矿山、水泥建材、火力发电、烟气脱硫、加气混凝土、磁性材料、化工、水煤浆、球团矿、矿渣、超细粉、粉煤灰、碳酸钙和石英砂行业。含铬钢球通常采用中频感应炉熔炼，金属模或砂型铸造的方式产生的，叫做铸造钢球。铸造钢球按照铬含量分为：高铬钢球，中铬钢球，低铬钢球，其中，含铬量≧10.0％的钢球称为高铬钢球，含铬量在3.0-7.0％的钢球称为中铬钢球，含铬量≦3.0％的钢球称为低铬钢球。2015年国内仅选矿一个行业即消耗了约250万吨各种材质的钢球，而水泥行业2015年预计也将消耗创纪录的40万吨。
含铬钢球是球磨机运行工作中极为重要的消耗性材料，对其的大量失效原因进行分析表明，含铬钢球在使用过程中的主要失效形式为由疲劳及腐蚀共同作用产生的表层开裂或者脱落，而其根源往往是铸球在淬火过程中形成的微裂纹，因此，有必要在保证含铬钢球在具有足够硬度和耐磨性的基础上进一步改进其熔炼工艺，降低铸球的脆性，使其具有更好的使用性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐磨性和机械性能好，冲击韧性强，单位磨耗量小的耐磨高铬铸球，以及它的制备工艺。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种耐磨高铬铸球，包括如下质量分数的组分：碳：0.7-1.5wt％，铬：10.4-12.8wt％，锰：0.25-0.40wt％，硅：0.7-1.2wt％，硼：0.25-0.6wt％，镍：0.05-0.2wt％，钛：0.1-0.3wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
进一步的，所述的耐磨高铬铸球，包括如下质量分数的组分：碳：0.85-1.2wt％，铬：11.5-12.0wt％，锰：0.28-0.33wt％，硅：0.85-1.05wt％，硼：0.4-0.55wt％，镍：0.1-0.15wt％，钛：0.14-0.28wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
进一步的，所述的耐磨高铬铸球，包括如下质量分数的组分：碳：0.85wt％，铬：11.5wt％，锰：0.28wt％，硅：0.85wt％，硼：0.4wt％，镍：0.1wt％，钛：0.14wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨高铬铸球的熔炼工艺，包括如下工艺：
(1)将SiC放入中频感应炉的炉底；
(2)将废钢、铬钢和锰钢置于炉中，以360-430℃/h的温升速度，将炉温升至1540-1580℃，保温45-90min；
(3)以120-160℃/h的温升速度，将炉温升至1630-1660℃，保温15-30min；
(4)加入除钛和硼以外的其余合金元素，取样并调整元素含量；
(5)脱氧、脱硫、脱氮；
(6)在炉温为1622-1645℃，且氩气保护条件下，加入钛硼合金，熔炼1-2h，得钢液；
(7)钢液在包内镇静1-4min，至温度降至1395-1424℃时，进行浇注。
进一步的，所述步骤(6)中，熔炼同时进行机械搅拌。
进一步的，所述步骤(6)后，进行取样并调整熔液元素含量。
本发明的有益效果为：本发明提供的高铬铸球，耐磨性和机械性能好，冲击韧性强，单位磨耗量小；在本发明中，碳、铬、锰、硅、硼、镍和钛等组分的含量设置合理，其中镍和钛可有效控制奥氏体晶粒长大，使组织晶粒细化，提高了铸球的力学性能和韧性；本发明在脱氧、脱氮步骤之后加入钛硼合金，能使硼充分融入奥氏体中，提高了合金的淬透性，且还可以避免硼与氮气和氧气结合变成“废硼”；此外，本发明提供的熔炼工艺步骤简单，实用性强，熔炼效果好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐磨高铬铸球，包括如下质量分数的组分：碳：0.85wt％，铬：11.5wt％，锰：0.28wt％，硅：0.85wt％，硼：0.4wt％，镍：0.1wt％，钛：0.14wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
其熔炼工艺，包括如下工艺：
(1)将SiC放入中频感应炉的炉底；
(2)将废钢、铬钢和锰钢置于炉中，以360-430℃/h的温升速度，将炉温升至1540-1580℃，保温45-90min；
(3)以120-160℃/h的温升速度，将炉温升至1630-1660℃，保温15-30min；
(4)加入除钛和硼以外的其余合金元素，取样并调整元素含量；
(5)脱氧、脱硫、脱氮；
(6)在炉温为1622-1645℃，且氩气保护条件下，加入钛硼合金，机械搅拌，熔炼1-2h，取样并调整熔液元素含量，得钢液；
(7)钢液在包内镇静1-4min，至温度降至1395-1424℃时，进行浇注。
实施例2：
一种耐磨高铬铸球，包括如下质量分数的组分：碳：1.5wt％，铬：10.4wt％，锰：0.40wt％，硅：0.7wt％，硼：0.6wt％，镍：0.05wt％，钛：0.3wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
其熔炼工艺，同实施例1。
实施例3：
一种耐磨高铬铸球，包括如下质量分数的组分：碳：1.2wt％，铬：12.0wt％，锰：0.33wt％，硅：1.05wt％，硼：0.55wt％，镍：0.15wt％，钛：0.28wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
其熔炼工艺，同实施例1。
实施例4：
一种耐磨高铬铸球，包括如下质量分数的组分：碳：0.7wt％，铬：12.8wt％，锰：0.25wt％，硅：1.2wt％，硼：0.25wt％，镍：0.2wt％，钛：0.1wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
其熔炼工艺，同实施例1。
本发明得到的高铬铸球抗拉强度为800-1200MPa，延伸率为6-11％，硬度HRC为56-62。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种耐磨高铬铸球，其特征在于，包括如下质量分数的组分：碳：0.7-1.5wt％，铬：10.4-12.8wt％，锰：0.25-0.40wt％，硅：0.7-1.2wt％，硼：0.25-0.6wt％，镍：0.05-0.2wt％，钛：0.1-0.3wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的耐磨高铬铸球，其特征在于，包括如下质量分数的组分：碳：0.85-1.2wt％，铬：11.5-12.0wt％，锰：0.28-0.33wt％，硅：0.85-1.05wt％，硼：0.4-0.55wt％，镍：0.1-0.15wt％，钛：0.14-0.28wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的耐磨高铬铸球，其特征在于，包括如下质量分数的组分：碳：0.85wt％，铬：11.5wt％，锰：0.28wt％，硅：0.85wt％，硼：0.4wt％，镍：0.1wt％，钛：0.14wt％，余量为铁和不可避免的杂质。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的耐磨高铬铸球的熔炼工艺，其特征在于，包括如下工艺：
(1)将SiC放入中频感应炉的炉底；
(2)将废钢、铬钢和锰钢置于炉中，以360-430℃/h的温升速度，将炉温升至1540-1580℃，保温45-90min；
(3)以120-160℃/h的温升速度，将炉温升至1630-1660℃，保温15-30min；
(4)加入除钛和硼以外的其余合金元素，取样并调整元素含量；
(5)脱氧、脱硫、脱氮；
(6)在炉温为1622-1645℃，且氩气保护条件下，加入钛硼合金，熔炼1-2h，得钢液；
(7)钢液在包内镇静1-4min，至温度降至1395-1424℃时，进行浇注。
5.如权利要求4所述的耐磨高铬铸球的熔炼工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，熔炼同时进行机械搅拌。
6.如权利要求4所述的耐磨高铬铸球的熔炼工艺，其特征在于，所述步骤(6)后，进行取样并调整熔液元素含量。
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