CN107723586A - 一种优质耐磨球及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐磨球技术领域，具体涉及一种优质耐磨球及其制备工艺，该优质耐磨球由如下百分含量的元素组成：C：2.6％‑3.5％，Si：1.5％‑2.4％，Mn:0.4％‑0.9％，Cr：1.5％‑2.0％，Nd：0.003％‑0.01％，Te：0.005％‑0.01％，Cu：0.05％‑0.1％，B：0.001％‑0.005％，Zn：0.1％‑0.5％，Sr：0.01％‑0.04％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe；本发明所提供的耐磨球在一定程度上有效弥补了现有耐磨球存在的硬度低，易腐蚀的缺陷。

Description

一种优质耐磨球及其制备工艺
技术领域
本发明涉及耐磨球技术领域，具体涉及一种优质耐磨球及其制备工艺。
背景技术
耐磨球，是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料，一种是以铬为主要合金元素的白口铸铁简称铬合金铸铁，以铬合金铸铁为材料的铸造磨球称为铬合金铸铁磨球；另一种是，以球墨铸铁为材料的铸造磨球称为球墨铸铁磨球，其中通过热处理获得的基体组织主要是贝氏体的球墨铸铁磨球简称贝氏体球铁磨球；通过热处理获得的基体组织主要是马氏体的球墨铸铁磨球简称马氏体球铁磨球。
随着工业的发展，各式大型球磨机逐年增加，磨球的消耗也大幅度增长。而现有的耐磨球晶体组织粗糙，硬度比较低，冲击韧性低，耐磨性能差等长缺点。
在中国公开的专利申请CN105779900A中针对获得一种高硬度的耐磨球，所述的耐磨球中各化学成分及其重量百分比为：C2.0-3.0％、Si0.5-1.2％、Cu1.0-2.0％、Mn1.0-1.8％、S0.03-0.05％、P0.05-0.10％、Cr12-20％、W0.5-1.2％、稀土0.05-0.10％余量为Fe。本发明克服了现有技术的不足，提高了球磨机用高铬钢球的综合性能，并使得钢球具有高耐磨、高使用寿命的优点。
目前现有技术所提供的现有耐磨球虽然具有高耐磨、高使用寿命的优点，但还存在硬度低，易腐蚀的缺陷。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种优质耐磨球及其制备工艺。本发明提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有耐磨球制备工艺所存在的硬度低，易腐蚀的缺陷。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：2.6％-3.5％，Si：1.5％-2.4％，Mn:0.4％-0.9％，Cr：1.5％-2.0％，Nd：0.003％-0.01％，Te：0.005％-0.01％，Cu：0.05％-0.1％，B：0.001％-0.005％，Zn：0.1％-0.5％，Sr：0.01％-0.04％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
该优质耐磨球的制备工艺包括如下几个步骤：
(1)向中频感应炉中依次加入生铁、废钢、锰铁、铬铁、钕铁、碲酸钠、黄铜、硼砂、锌铁、锶铁、增碳剂，加热熔炼得铁液，然后进行静置扒渣处理；
(2)将钇基重稀土硅铁合金、硅铁镁锭、铁屑、钡、钙放入破碎机中破碎、筛分后，与轻稀土镁球化剂混料，最后冷压成型得复合球化剂，将铁液温度调整为一定温度后，加入所得复合球化剂球化1-2h；
(3)将氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙放入破碎机中破碎、筛分、混料，制得复合孕育剂，将复合孕育剂倒入铁液中，超声搅拌均匀，孕育处理一段时间，随后通过浇包倒入模具中，浇铸，得铸件；
(4)将所述铸件升温至一定温度，淬火3-4h后，雾冷降温至450-500℃，保温30min，随后马上在700-750℃的条件下保温2h，空冷至400℃，回火2h，得钢坯；
(5)将钢坯清洗后放进中频感应炉中进行预热，采用微弧氧化处理钢坯表面，随后电镀一层Mg-7Li合金粉末，然后进行热轧、冷轧，球坯成型，抛光，得优质耐磨球。
优选的，该优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：2.7％-3.0％，Si：1.6％-2.0％，Mn:0.5％-0.8％，Cr：1.6％-1.9％，Nd：0.005％-0.009％，Te：0.006％-0.008％，Cu：0.07％-0.09％，B：0.002％-0.004％，Zn：0.2％-0.4％，Sr：0.02％-0.03％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
优选的，该优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：2.8％，Si：1.8％，Mn:0.7％，Cr：1.8％，Nd：0.006％，Te：0.007％，Cu：0.078％，B：0.003％，Zn：0.3％，Sr：0.03％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
优选的，步骤(2)中调整后的铁液温度为1400-1430℃。
优选的，步骤(3)中孕育处理时间为30min-60min。
优选的，步骤(4)中淬火温度为1000-1030℃。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果如下：压块式钇基重稀土与熔配式球化剂搭配成混合球化剂使用可以得到较好的球化效果，克服了压块式球化剂和熔配式球化剂在使用中的缺点，提高了球化效果，进而提高了耐磨球质量；向铁液中加入氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙组成的复合孕育剂球化，促进了石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，使石墨变得更加细小，更圆整，分布更加均匀，从而提高了耐磨球的综合力学性能；碲酸钠可以改变石墨形态，使石墨变细，伴有过冷石墨和网状石墨出现，耐磨球的强度和硬度有明显的提高，从而提高了使用寿命。
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：
一种优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：2.6％，Si：2.4％，Mn:0.4％，Cr：2.0％，Nd：0.003％，Te：0.01％，Cu：0.05％，B：0.005％，Zn：0.1％，Sr：0.04％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe；
该优质耐磨球的制备工艺包括如下几个步骤：
(1)向中频感应炉中依次加入生铁、废钢、锰铁、铬铁、钕铁、碲酸钠、黄铜、硼砂、锌铁、锶铁、增碳剂，加热熔炼得铁液，然后进行静置扒渣处理；
(2)将钇基重稀土硅铁合金、硅铁镁锭、铁屑、钡、钙放入破碎机中破碎、筛分后，与轻稀土镁球化剂混料，最后冷压成型得复合球化剂，将铁液温度调整为1400℃，加入所得复合球化剂球化2h；
(3)将氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙放入破碎机中破碎、筛分、混料，制得复合孕育剂，将复合孕育剂倒入铁液中，超声搅拌均匀，孕育处理60min，随后通过浇包倒入模具中，浇铸，得铸件；
(4)将所述铸件升温至1000℃，淬火4h后，雾冷降温至450℃，保温30min，随后马上在700℃的条件下保温2h，空冷至400℃，回火2h，得钢坯；
(5)将钢坯清洗后放进中频感应炉中进行预热，采用微弧氧化处理钢坯表面，随后电镀一层Mg-7Li合金粉末，然后进行热轧、冷轧，球坯成型，抛光，得优质耐磨球。
实施例2：
一种优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：3.5％，Si：1.5％，Mn:0.9％，Cr：1.5％，Nd：0.01％，Te：0.005％，Cu：0.1％，B：0.001％，Zn：0.5％，Sr：0.01％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
该优质耐磨球的制备工艺包括如下几个步骤：
(1)向中频感应炉中依次加入生铁、废钢、锰铁、铬铁、钕铁、碲酸钠、黄铜、硼砂、锌铁、锶铁、增碳剂，加热熔炼得铁液，然后进行静置扒渣处理；
(2)将钇基重稀土硅铁合金、硅铁镁锭、铁屑、钡、钙放入破碎机中破碎、筛分后，与轻稀土镁球化剂混料，最后冷压成型得复合球化剂，将铁液温度调整为1430℃，加入所得复合球化剂球化1h；
(3)将氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙放入破碎机中破碎、筛分、混料，制得复合孕育剂，将复合孕育剂倒入铁液中，超声搅拌均匀，孕育处理30min，随后通过浇包倒入模具中，浇铸，得铸件；
(4)将所述铸件升温至1030℃，淬火3h后，雾冷降温至500℃，保温30min，随后马上在750℃的条件下保温2h，空冷至400℃，回火2h，得钢坯；
(5)将钢坯清洗后放进中频感应炉中进行预热，采用微弧氧化处理钢坯表面，随后电镀一层Mg-7Li合金粉末，然后进行热轧、冷轧，球坯成型，抛光，得优质耐磨球。
实施例3：
一种优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：2.7％，Si：2.0％，Mn:0.5％，Cr：1.9％，Nd：0.005％，Te：0.008％，Cu：0.07％，B：0.004％，Zn：0.2％，Sr：0.03％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
该优质耐磨球的制备工艺包括如下几个步骤：
(1)向中频感应炉中依次加入生铁、废钢、锰铁、铬铁、钕铁、碲酸钠、黄铜、硼砂、锌铁、锶铁、增碳剂，加热熔炼得铁液，然后进行静置扒渣处理；
(2)将钇基重稀土硅铁合金、硅铁镁锭、铁屑、钡、钙放入破碎机中破碎、筛分后，与轻稀土镁球化剂混料，最后冷压成型得复合球化剂，将铁液温度调整为1410℃，加入所得复合球化剂球化1.5h；
(3)将氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙放入破碎机中破碎、筛分、混料，制得复合孕育剂，将复合孕育剂倒入铁液中，超声搅拌均匀，孕育处理40min，随后通过浇包倒入模具中，浇铸，得铸件；
(4)将所述铸件升温至1010℃，淬火3.5h后，雾冷降温至460℃，保温30min，随后马上在720℃的条件下保温2h，空冷至400℃，回火2h，得钢坯；
(5)将钢坯清洗后放进中频感应炉中进行预热，采用微弧氧化处理钢坯表面，随后电镀一层Mg-7Li合金粉末，然后进行热轧、冷轧，球坯成型，抛光，得优质耐磨球。
实施例4：
一种优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：3.0％，Si：1.6％，Mn:0.8％，Cr：1.6％，Nd：0.009％，Te：0.006％，Cu：0.09％，B：0.002％，Zn：0.4％，Sr：0.02％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
该优质耐磨球的制备工艺包括如下几个步骤：
(1)向中频感应炉中依次加入生铁、废钢、锰铁、铬铁、钕铁、碲酸钠、黄铜、硼砂、锌铁、锶铁、增碳剂，加热熔炼得铁液，然后进行静置扒渣处理；
(2)将钇基重稀土硅铁合金、硅铁镁锭、铁屑、钡、钙放入破碎机中破碎、筛分后，与轻稀土镁球化剂混料，最后冷压成型得复合球化剂，将铁液温度调整为1420℃，加入所得复合球化剂球化2h；
(3)将氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙放入破碎机中破碎、筛分、混料，制得复合孕育剂，将复合孕育剂倒入铁液中，超声搅拌均匀，孕育处理50min，随后通过浇包倒入模具中，浇铸，得铸件；
(4)将所述铸件升温至1020℃，淬火4h后，雾冷降温至470℃，保温30min，随后马上在720℃的条件下保温2h，空冷至400℃，回火2h，得钢坯；
(5)将钢坯清洗后放进中频感应炉中进行预热，采用微弧氧化处理钢坯表面，随后电镀一层Mg-7Li合金粉末，然后进行热轧、冷轧，球坯成型，抛光，得优质耐磨球。
实施例5：
一种优质耐磨球，由如下百分含量的元素组成：C：2.8％，Si：1.8％，Mn:0.7％，Cr：1.8％，Nd：0.006％，Te：0.007％，Cu：0.078％，B：0.003％，Zn：0.3％，Sr：0.03％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
该优质耐磨球的制备工艺包括如下几个步骤：
(1)向中频感应炉中依次加入生铁、废钢、锰铁、铬铁、钕铁、碲酸钠、黄铜、硼砂、锌铁、锶铁、增碳剂，加热熔炼得铁液，然后进行静置扒渣处理；
(2)将钇基重稀土硅铁合金、硅铁镁锭、铁屑、钡、钙放入破碎机中破碎、筛分后，与轻稀土镁球化剂混料，最后冷压成型得复合球化剂，将铁液温度调整为1410℃，加入所得复合球化剂球化1h；
(3)将氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙放入破碎机中破碎、筛分、混料，制得复合孕育剂，将复合孕育剂倒入铁液中，超声搅拌均匀，孕育处理50min，随后通过浇包倒入模具中，浇铸，得铸件；
(4)将所述铸件升温至1030℃，淬火3h后，雾冷降温至490℃，保温30min，随后马上在740℃的条件下保温2h，空冷至400℃，回火2h，得钢坯；
(5)将钢坯清洗后放进中频感应炉中进行预热，采用微弧氧化处理钢坯表面，随后电镀一层Mg-7Li合金粉末，然后进行热轧、冷轧，球坯成型，抛光，得优质耐磨球。
将本发明所提供的技术方案和现有的技术方案制备的耐磨球做对比测试，测试结果如下：
综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明制备的耐磨球具有硬度高，耐磨性高，韧性强的特点。
以上实施例仅用以说明本发明型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明型进行了详细的说明，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型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种优质耐磨球，其特征在于，由如下百分含量的元素组成：C：2.6％-3.5％，Si：1.5％-2.4％，Mn:0.4％-0.9％，Cr：1.5％-2.0％，Nd：0.003％-0.01％，Te：0.005％-0.01％，Cu：0.05％-0.1％，B：0.001％-0.005％，Zn：0.1％-0.5％，Sr：0.01％-0.04％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe；
该优质耐磨球的制备工艺包括如下几个步骤：
(1)向中频感应炉中依次加入生铁、废钢、锰铁、铬铁、钕铁、碲酸钠、黄铜、硼砂、锌铁、锶铁、增碳剂，加热熔炼得铁液，然后进行静置扒渣处理；
(2)将钇基重稀土硅铁合金、硅铁镁锭、铁屑、钡、钙放入破碎机中破碎、筛分后，与轻稀土镁球化剂混料，最后冷压成型得复合球化剂，将铁液温度调整为一定温度后，加入所得复合球化剂球化1-2h；
(3)将氧化铁、硫化亚铁、氧化铋、硅钙放入破碎机中破碎、筛分、混料，制得复合孕育剂，将复合孕育剂倒入铁液中，超声搅拌均匀，孕育处理一段时间，随后通过浇包倒入模具中，浇铸，得铸件；
(4)将所述铸件升温至一定温度，淬火3-4h后，雾冷降温至450-500℃，保温30min，随后马上在700-750℃的条件下保温2h，空冷至400℃，回火2h，得钢坯；
(5)将钢坯清洗后放进中频感应炉中进行预热，采用微弧氧化处理钢坯表面，随后电镀一层Mg-7Li合金粉末，然后进行热轧、冷轧，球坯成型，抛光，得优质耐磨球。
2.根据权利要求1所述的优质耐磨球及其制备工艺，其特征在于，由如下百分含量的元素组成：C：2.7％-3.0％，Si：1.6％-2.0％，Mn:0.5％-0.8％，Cr：1.6％-1.9％，Nd：0.005％-0.009％，Te：0.006％-0.008％，Cu：0.07％-0.09％，B：0.002％-0.004％，Zn：0.2％-0.4％，Sr：0.02％-0.03％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的优质耐磨球及其制备工艺，其特征在于，由如下百分含量的元素组成：C：2.8％，Si：1.8％，Mn:0.7％，Cr：1.8％，Nd：0.006％，Te：0.007％，Cu：0.078％，B：0.003％，Zn：0.3％，Sr：0.03％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的优质耐磨球及其制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中调整后的铁液温度为1400-1430℃。
5.根据权利要求1所述的优质耐磨球及其制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中孕育处理时间为30min-60min。
6.根据权利要求1所述的优质耐磨球及其制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中淬火温度为1000-1030℃。
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