CN107723587A - 一种球磨机用高硬度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,具体涉及一种球磨机用高硬度耐磨球及其制备工艺,该球磨机用高硬度耐磨球由如下百分含量的元素组成:C:2.5%‑3.0%,Si:2.1%‑2.4%,Mn:0.4%‑0.7%,Cr:1.2%‑1.6%,Al:0.05%‑0.1%,Be:0.005%‑0.01%,Cu:0.05%‑0.1%,B:0.001%‑0.005%,Zn:0.1%‑0.4%,Mg:0.02%‑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,韧性低,耐磨性能差的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨球技术领域,具体涉及一种球磨机用高硬度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CN105521857A中针对获得一种耐磨球,包括两个半球形壳体,该壳体自外向内依次包括陶瓷层、聚氨基甲酸酯层、钢层,该陶瓷层、聚氨基甲酸酯层、钢层厚度之比为:1:0.6-0.8:1.8-2;一个壳体内的陶瓷层、聚氨基甲酸酯层的边缘设有第一延伸层,另一个壳体内的钢层的边缘设有第二延伸层;该第一延伸层上设有第一螺纹,该第二延伸层上设有与第一螺纹相啮合的第二螺纹。本发明中,利用第一螺纹、第二螺纹、连接柱将两个半球形壳体连接在一起,不易分离;利用铅球,铅球会冲击钢层,让耐磨球无规律、无目标的运动,这样就保证研磨均匀,效果好;通过凸起单元的设计,增加研磨效果;本发明结构简单,成本低,噪音低。
目前现有技术所提供的现有耐磨球虽然机械性能好,结构简单,成本低,噪音低,但还存在硬度低,韧性低,耐磨性能差的缺陷。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明提出了一种球磨机用高硬度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,韧性低,耐磨性能差的缺陷。
为了实现上述的目的,本发明采用以下的技术方案:
一种球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:2.5%-3.0%,Si:2.1%-2.4%,Mn:0.4%-0.7%,Cr:1.2%-1.6%,Al:0.05%-0.1%,Be:0.005%-0.01%,Cu:0.05%-0.1%,B:0.001%-0.005%,Zn:0.1%-0.4%,Mg:0.02%-0.04%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
该球磨机用高硬度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、铝铁、铍铁、黄铜、硼砂、锌铁、镁铁、增碳剂,加热熔炼得铁液,然后进行静置扒渣处理;
(2)向铁液中添加RESiFeMg合金组成的球化剂,将感应炉温度调整为1460-1520℃后,加入铁液质量0.05%的孕育剂,球化孕育一段时间;
(3)将铁液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,雾冷降温至一定温度,保温15min,随后马上在700-730℃的条件下保温1.5-2h,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,采用等离子喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,然后进行热轧、冷轧,球坯成型,抛光,得球磨机用高硬度耐磨球粗成品。
优选的,该球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:2.6%-2.8%,Si:2.2%-2.3%,Mn:0.5%-0.6%,Cr:1.3%-1.5%,Al:0.06%-0.08%,Be:0.006%-0.009%,Cu:0.06%-0.08%,B:0.002%-0.004%,Zn:0.2%-0.3%,Mg:0.03%-0.04%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
优选的,该球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:2.7%,Si:2.2%,Mn:0.55%,Cr:1.4%,Al:0.07%,Be:0.008%,Cu:0.07%,B:0.003%,Zn:0.25%,Mg:0.035%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
优选的,步骤(2)中球化孕育时间为2h。
优选的,步骤(4)中雾冷降温至410-450℃。
优选的,步骤(4)中淬火温度为1040℃。
采用上述的技术方案,本发明的有益效果如下:锌可以显著改善黄铜的机械性能,在一定含量范围内,随着含锌量的加入,黄铜的强度和延伸率都可以随之提高,进而提高耐磨球的机械性能;铍的加入,可以使合金具有时效硬化的特性,铍黄铜经过热处理后,具有很高的强度、硬度和弹性,进而提高了耐磨球的综合力学性能;采用1040℃淬火和雾冷方式冷却,制作的耐磨球不易出现裂纹,同时淬透性好,硬度高;在耐磨球表面喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,在耐磨球表面形成致密涂层,大大提高了耐磨球的硬度和摩擦性能,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:
一种球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:2.5%,Si:2.1%,Mn:0.4%,Cr:1.2%,Al:0.05%,Be:0.005%,Cu:0.05%,B:0.001%,Zn:0.1%,Mg:0.02%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe;
该球磨机用高硬度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、铝铁、铍铁、黄铜、硼砂、锌铁、镁铁、增碳剂,加热熔炼得铁液,然后进行静置扒渣处理;
(2)向铁液中添加RESiFeMg合金组成的球化剂,将感应炉温度调整为1460℃后,加入铁液质量0.05%的孕育剂,球化孕育2h;
(3)将铁液通过浇包倒入模具中,浇铸,得铸件;
(4)将所述铸件升温至1040℃,淬火3h后,雾冷降温至410℃,保温15min,随后马上在700℃的条件下保温1.5h,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,采用等离子喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,然后进行热轧、冷轧,球坯成型,抛光,得球磨机用高硬度耐磨球粗成品。
实施例2:
一种球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:3.0%,Si:2.4%,Mn:0.7%,Cr:1.6%,Al:0.1%,Be:0.01%,Cu:0.1%,B:0.005%,Zn:0.4%,Mg:0.04%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
该球磨机用高硬度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、铝铁、铍铁、黄铜、硼砂、锌铁、镁铁、增碳剂,加热熔炼得铁液,然后进行静置扒渣处理;
(2)向铁液中添加RESiFeMg合金组成的球化剂,将感应炉温度调整为1520℃后,加入铁液质量0.05%的孕育剂,球化孕育2h;
(3)将铁液通过浇包倒入模具中,浇铸,得铸件;
(4)将所述铸件升温至1040℃,淬火4h后,雾冷降温至450℃,保温15min,随后马上在730℃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,采用等离子喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,然后进行热轧、冷轧,球坯成型,抛光,得球磨机用高硬度耐磨球粗成品。
实施例3:
一种球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:2.6%,Si:2.2%,Mn:0.5%,Cr:1.3%,Al:0.06%,Be:0.006%,Cu:0.06%,B:0.002%,Zn:0.2%,Mg:0.03%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
该球磨机用高硬度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、铝铁、铍铁、黄铜、硼砂、锌铁、镁铁、增碳剂,加热熔炼得铁液,然后进行静置扒渣处理;
(2)向铁液中添加RESiFeMg合金组成的球化剂,将感应炉温度调整为1470℃后,加入铁液质量0.05%的孕育剂,球化孕育2h;
(3)将铁液通过浇包倒入模具中,浇铸,得铸件;
(4)将所述铸件升温至1040℃,淬火3h后,雾冷降温至420℃,保温15min,随后马上在710℃的条件下保温1.5h,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,采用等离子喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,然后进行热轧、冷轧,球坯成型,抛光,得球磨机用高硬度耐磨球粗成品。
实施例4:
一种球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:2.8%,Si:2.3%,Mn:0.6%,Cr:1.5%,Al:0.08%,Be:0.009%,Cu:0.08%,B:0.004%,Zn:0.3%,Mg:0.04%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
该球磨机用高硬度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、铝铁、铍铁、黄铜、硼砂、锌铁、镁铁、增碳剂,加热熔炼得铁液,然后进行静置扒渣处理;
(2)向铁液中添加RESiFeMg合金组成的球化剂,将感应炉温度调整为1480℃后,加入铁液质量0.05%的孕育剂,球化孕育2h;
(3)将铁液通过浇包倒入模具中,浇铸,得铸件;
(4)将所述铸件升温至1040℃,淬火4h后,雾冷降温至430℃,保温15min,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,采用等离子喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,然后进行热轧、冷轧,球坯成型,抛光,得球磨机用高硬度耐磨球粗成品。
实施例5:
一种球磨机用高硬度耐磨球,由如下百分含量的元素组成:C:2.7%,Si:2.2%,Mn:0.55%,Cr:1.4%,Al:0.07%,Be:0.008%,Cu:0.07%,B:0.003%,Zn:0.25%,Mg:0.035%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
该球磨机用高硬度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、铝铁、铍铁、黄铜、硼砂、锌铁、镁铁、增碳剂,加热熔炼得铁液,然后进行静置扒渣处理;
(2)向铁液中添加RESiFeMg合金组成的球化剂,将感应炉温度调整为1500℃后,加入铁液质量0.05%的孕育剂,球化孕育2h;
(3)将铁液通过浇包倒入模具中,浇铸,得铸件;
(4)将所述铸件升温至1040℃,淬火3.5h后,雾冷降温至440℃,保温15min,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,采用等离子喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,然后进行热轧、冷轧,球坯成型,抛光,得球磨机用高硬度耐磨球粗成品。
将本发明所提供的技术方案和现有的技术方案制备的球磨机用高硬度耐磨球做对比测试,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)
1.一种球磨机用高硬度耐磨球,其特征在于,由如下百分含量的元素组成:C:2.5%-3.0%,Si:2.1%-2.4%,Mn:0.4%-0.7%,Cr:1.2%-1.6%,Al:0.05%-0.1%,Be:0.005%-0.01%,Cu:0.05%-0.1%,B:0.001%-0.005%,Zn:0.1%-0.4%,Mg:0.02%-0.04%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe;
该球磨机用高硬度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、铝铁、铍铁、黄铜、硼砂、锌铁、镁铁、增碳剂,加热熔炼得铁液,然后进行静置扒渣处理;
(2)向铁液中添加RESiFeMg合金组成的球化剂,将感应炉温度调整为1460-1520℃后,加入铁液质量0.05%的孕育剂,球化孕育一段时间;
(3)将铁液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,雾冷降温至一定温度,保温15min,随后马上在700-730℃的条件下保温1.5-2h,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,采用等离子喷涂Cr3C2-NiCr、TiC-Al3Ti复合涂料,然后进行热轧、冷轧,球坯成型,抛光,得球磨机用高硬度耐磨球粗成品。
2.根据权利要求1所述的球磨机用高硬度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:2.6%-2.8%,Si:2.2%-2.3%,Mn:0.5%-0.6%,Cr:1.3%-1.5%,Al:0.06%-0.08%,Be:0.006%-0.009%,Cu:0.06%-0.08%,B:0.002%-0.004%,Zn:0.2%-0.3%,Mg:0.03%-0.04%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的球磨机用高硬度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%,Si:2.2%,Mn:0.55%,Cr:1.4%,Al:0.07%,Be:0.008%,Cu:0.07%,B:0.003%,Zn:0.25%,Mg:0.035%,P≤0.05%,S≤0.05%,余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的球磨机用高硬度耐磨球及其制备工艺,其特征在于,所述步骤(2)中球化孕育时间为2h。
5.根据权利要求1所述的球磨机用高硬度耐磨球及其制备工艺,其特征在于,所述步骤(4)中雾冷降温至410-450℃。
6.根据权利要求1所述的球磨机用高硬度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1040℃。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180223 |