CN107790239A - 一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法 - Google Patents

一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107790239A
CN107790239A CN201710995941.7A CN201710995941A CN107790239A CN 107790239 A CN107790239 A CN 107790239A CN 201710995941 A CN201710995941 A CN 201710995941A CN 107790239 A CN107790239 A CN 107790239A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wear
chromium alloy
ball
rare earth
high hardness
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
CN201710995941.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李根有
李骏
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 City Zheng Xing High-Abrasive Material Co Ltd
Original Assignee
Ningguo City Zheng Xing High-Abrasive Material 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 City Zheng Xing High-Abrasive Material Co Ltd filed Critical Ningguo City Zheng Xing High-Abrasive Material Co Ltd
Priority to CN201710995941.7A priority Critical patent/CN107790239A/zh
Publication of CN107790239A publication Critical patent/CN107790239A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/20—Disintegrating members
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/36—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for balls; for rollers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/56—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.7% by weight of carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提出了一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法，该耐磨球包括以下百分含量的合金元素：C 2.2‑2.45％、Si 0.5‑0.7％、Mn 0.8‑1.2％、Cr 16‑18％、Cu 0.18‑0.23％、Mo 0.25‑0.36％、B 0.1‑0.23％、Ni 0.4‑0.55％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉，本发明通过合理的元素配比与工艺优化，制得的耐磨球综合质量好，强度高、硬度高，磨耗量降低了7％以上，且不易变形凹陷，使用寿命相较于普通高铬耐磨球延长了4倍以上。

Description

一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨球及其制备技术领域，具体涉及一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法。
背景技术
球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。
耐磨球是一种用于球磨机中的粉碎介质，在球磨机中耐磨球是重要的组成部分，用于粉碎球磨机中的物料，主要分为两种：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。它的主要作用是对物料进行冲击破碎，同时也起到一定的研磨作用，属于易磨损件。目前，随着工业化的快速发展，各式大型球磨机逐年增加，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，因此，耐磨球的消耗也大幅度增长，极大的影响了行业发展。
耐磨球的质量对粉碎效果和粉磨效率会产生直接的影响，并最终影响球磨机产量，因此，急需研制出一种具有高强度、高硬度、高冲击韧性的高品质耐磨球。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法，通过合理的元素配比与工艺优化，制得的耐磨球综合质量好，强度高、硬度高，磨耗量降低了7％以上，且不易变形凹陷，使用寿命相较于普通高铬耐磨球延长了4倍以上。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种高硬度高铬合金耐磨球，包括以下百分含量的合金元素：C2.2-2.45％、Si0.5-0.7％、Mn 0.8-1.2％、Cr 16-18％、Cu 0.18-0.23％、Mo 0.25-0.36％、B 0.1-0.23％、Ni 0.4-0.55％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
优选的，稀土氧化物为占耐磨球总质量0.08-0.14％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钪的混合物，或为占耐磨球总质量0.1-0.15％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钇的混合物。
优选的，氮化物细粉为占耐磨球总质量1.5-2％的质量比2：1-1.5的氮化硅、氮化铪的混合物。
优选的，高硬度高铬合金耐磨球，包括以下百分含量的合金元素：C 2.36-2.45％、Si 0.5-0.6％、Mn 1-1.2％、Cr 16-17.3％、Cu 0.21-0.23％、Mo 0.33-0.36％、B 0.1-0.18％、Ni 0.4-0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
优选的，高硬度高铬合金耐磨球，制备步骤如下：
1)配料熔炼：将废钢、生铁、钼铁、废铜、部分锰铁加入中频电炉中，加热熔融，熔炼温度为1580-1600℃，待完全熔融后再将硅铁、铬铁、镍铁、部分稀土氧化物加入其中，最后再将硼砂、剩余锰铁加入其中熔炼，取样分析，调整钢水中各元素成分，完全熔融后将部分氮化物细粉加入其中，保温3-5min；
2)出包浇铸：将熔融的钢水倒入钢包中，并随流添加剩余稀土氧化物、孕育剂和剩余氮化物细粉，待钢水温度为1450±10℃时，将钢包中的钢水注入模具进行浇铸，冷却至250-270℃，破壳，得耐磨球粗品；
3)时效处理：将耐磨球粗品加热至960-980℃保温3h，进行一次油淬，然后再次加热至1050-1080℃保温2h，进行二次水淬，然后回火升温至320-360℃，保温4-6h，室温空冷后即得成品。
优选的，稀土氧化物、氮化物细粉均为纳米级粉料，粒径为40-60nm。
优选的，锰铁分两部分添加，两次添加质量比为1：1；稀土氧化物分两部分添加，两次添加质量比为1：0.8；氮化物细粉分两部分添加，两次添加质量比为3：2。
优选的，浇铸前，先对模具进行预热，预热后将模具置于振动机上，然后再进行浇铸，浇铸完成后启动振动机震动3-4min。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过调整和控制合金钢中各元素的组成配比和添加顺序，加强了元素间的协同促进效果，组织金相转化均匀，微观结构细致平衡，强度、硬度、抗冲击性等显著提高。适量的Mn使得合金具有较高的强度和良好的塑性及加工性能，配合同期加入的Cu降低了Mn在合金材料中的溶解度，质硬而脆，因此，将Mn分步加入配合稀土氧化物除了加强脱氧效果外，有利于提高耐磨性能，避免了Mn过量引起的粗晶问题。另外，稀土元素可与Mo、Cr、Ni等结合，有效提高了组织液流动性，配合浇铸过程中的震动处理，结构均一性强，金相结构稳定，综合性能明显提高。添加有纳米级的稀土氧化物、氮化物细粉，脱氧孕育效果好，合金元素分散结合性强，且分步添加有效保证了化合物及元素作用的充分发挥。部分氮化物细粉在加热过程中保温一段时间，可分解出氮元素，与其它元素结合生成高强度金属氮化物，另一部分可用于保证浇铸过程中元素的流动和二次结合，提高了震动过程中对钢水流动性的处理效果，加强了铸件的性能提升。本发明通过合理的元素配比与工艺优化，制得的耐磨球综合质量好，强度高、硬度高，磨耗量降低了7％以上，且不易变形凹陷，使用寿命相较于普通高铬耐磨球延长了4倍以上
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：
一种高硬度高铬合金耐磨球，包括以下百分含量的合金元素：C2.2％、Si 0.55％、Mn 0.9％、Cr 17％、Cu 0.18％、Mo 0.25％、B 0.12％、Ni 0.46％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
其中，稀土氧化物为占耐磨球总质量0.08％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钪的混合物；氮化物细粉为占耐磨球总质量1.5-2％的质量比2：1-1.5的氮化硅、氮化铪的混合物。
高硬度高铬合金耐磨球，制备步骤如下：
1)配料熔炼：将废钢、生铁、钼铁、废铜、部分锰铁加入中频电炉中，加热熔融，熔炼温度为1580℃，待完全熔融后再将硅铁、铬铁、镍铁、部分稀土氧化物加入其中，最后再将硼砂、剩余锰铁加入其中熔炼，取样分析，调整钢水中各元素成分，完全熔融后将部分氮化物细粉加入其中，保温3-5min；
2)出包浇铸：将熔融的钢水倒入钢包中，并随流添加剩余稀土氧化物、孕育剂和剩余氮化物细粉，待钢水温度为1450±10℃时，将钢包中的钢水注入模具进行浇铸，冷却至260℃，破壳，得耐磨球粗品；
3)时效处理：将耐磨球粗品加热至970℃保温3h，进行一次油淬，然后再次加热至1050℃保温2h，进行二次水淬，然后回火升温至350℃，保温5h，室温空冷后即得成品。
其中，稀土氧化物、氮化物细粉均为纳米级粉料，粒径为40-60nm；锰铁分两部分添加，两次添加质量比为1：1；稀土氧化物分两部分添加，两次添加质量比为1：0.8；氮化物细粉分两部分添加，两次添加质量比为3：2；浇铸前，先对模具进行预热，预热后将模具置于振动机上，然后再进行浇铸，浇铸完成后启动振动机震动3-4min。
实施例2：
一种高硬度高铬合金耐磨球，包括以下百分含量的合金元素：C2.36％、Si 0.6％、Mn 0.8％、Cr 16.5％、Cu 0.21％、Mo 0.32％、B 0.1％、Ni 0.55％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
其中，稀土氧化物为占耐磨球总质量0.1％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钪的混合物；氮化物细粉为占耐磨球总质量1.8％的质量比2：1.5的氮化硅、氮化铪的混合物。
高硬度高铬合金耐磨球，制备步骤如下：
1)配料熔炼：将废钢、生铁、钼铁、废铜、部分锰铁加入中频电炉中，加热熔融，熔炼温度为1600℃，待完全熔融后再将硅铁、铬铁、镍铁、部分稀土氧化物加入其中，最后再将硼砂、剩余锰铁加入其中熔炼，取样分析，调整钢水中各元素成分，完全熔融后将部分氮化物细粉加入其中，保温3-5min；
2)出包浇铸：将熔融的钢水倒入钢包中，并随流添加剩余稀土氧化物、孕育剂和剩余氮化物细粉，待钢水温度为1450±10℃时，将钢包中的钢水注入模具进行浇铸，冷却至250℃，破壳，得耐磨球粗品；
3)时效处理：将耐磨球粗品加热至960℃保温3h，进行一次油淬，然后再次加热至1060℃保温2h，进行二次水淬，然后回火升温至360℃，保温6h，室温空冷后即得成品。
其中，稀土氧化物、氮化物细粉均为纳米级粉料，粒径为40-60nm；锰铁分两部分添加，两次添加质量比为1：1；稀土氧化物分两部分添加，两次添加质量比为1：0.8；氮化物细粉分两部分添加，两次添加质量比为3：2；浇铸前，先对模具进行预热，预热后将模具置于振动机上，然后再进行浇铸，浇铸完成后启动振动机震动3-4min。
实施例3：
一种高硬度高铬合金耐磨球，包括以下百分含量的合金元素：C2.42％、Si 0.6％、Mn 1％、Cr 18％、Cu 0.22％、Mo 0.33％、B 0.18％、Ni 0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
其中，稀土氧化物为占耐磨球总质量0.14％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钪的混合物；氮化物细粉为占耐磨球总质量1.6％的质量比2：1.5的氮化硅、氮化铪的混合物。
高硬度高铬合金耐磨球，制备步骤如下：
1)配料熔炼：将废钢、生铁、钼铁、废铜、部分锰铁加入中频电炉中，加热熔融，熔炼温度为1580℃，待完全熔融后再将硅铁、铬铁、镍铁、部分稀土氧化物加入其中，最后再将硼砂、剩余锰铁加入其中熔炼，取样分析，调整钢水中各元素成分，完全熔融后将部分氮化物细粉加入其中，保温3-5min；
2)出包浇铸：将熔融的钢水倒入钢包中，并随流添加剩余稀土氧化物、孕育剂和剩余氮化物细粉，待钢水温度为1450±10℃时，将钢包中的钢水注入模具进行浇铸，冷却至270℃，破壳，得耐磨球粗品；
3)时效处理：将耐磨球粗品加热至980℃保温3h，进行一次油淬，然后再次加热至1060℃保温2h，进行二次水淬，然后回火升温至320℃，保温4h，室温空冷后即得成品。
其中，稀土氧化物、氮化物细粉均为纳米级粉料，粒径为40-60nm；锰铁分两部分添加，两次添加质量比为1：1；稀土氧化物分两部分添加，两次添加质量比为1：0.8；氮化物细粉分两部分添加，两次添加质量比为3：2；浇铸前，先对模具进行预热，预热后将模具置于振动机上，然后再进行浇铸，浇铸完成后启动振动机震动3-4min。
实施例4：
一种高硬度高铬合金耐磨球，包括以下百分含量的合金元素：C2.45％、Si 0.7％、Mn 1.2％、Cr 17％、Cu 0.2％、Mo 0.36％、B 0.23％、Ni 0.52％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
其中，稀土氧化物为占耐磨球总质量0.1％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钇的混合物；氮化物细粉为占耐磨球总质量1.5％的质量比2：1的氮化硅、氮化铪的混合物。
高硬度高铬合金耐磨球，制备步骤如下：
1)配料熔炼：将废钢、生铁、钼铁、废铜、部分锰铁加入中频电炉中，加热熔融，熔炼温度为1590℃，待完全熔融后再将硅铁、铬铁、镍铁、部分稀土氧化物加入其中，最后再将硼砂、剩余锰铁加入其中熔炼，取样分析，调整钢水中各元素成分，完全熔融后将部分氮化物细粉加入其中，保温3-5min；
2)出包浇铸：将熔融的钢水倒入钢包中，并随流添加剩余稀土氧化物、孕育剂和剩余氮化物细粉，待钢水温度为1450±10℃时，将钢包中的钢水注入模具进行浇铸，冷却至260℃，破壳，得耐磨球粗品；
3)时效处理：将耐磨球粗品加热至970℃保温3h，进行一次油淬，然后再次加热至1070℃保温2h，进行二次水淬，然后回火升温至340℃，保温5h，室温空冷后即得成品。
其中，稀土氧化物、氮化物细粉均为纳米级粉料，粒径为40-60nm；锰铁分两部分添加，两次添加质量比为1：1；稀土氧化物分两部分添加，两次添加质量比为1：0.8；氮化物细粉分两部分添加，两次添加质量比为3：2；浇铸前，先对模具进行预热，预热后将模具置于振动机上，然后再进行浇铸，浇铸完成后启动振动机震动3-4min。
实施例5：
一种高硬度高铬合金耐磨球，包括以下百分含量的合金元素：C2.27％、Si0.65％、Mn 1.1％、Cr 16％、Cu 0.23％、Mo 0.28％、B 0.15％、Ni 0.4％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
其中，稀土氧化物为占耐磨球总质量0.15％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钇的混合物；氮化物细粉为占耐磨球总质量2％的质量比2：1.5的氮化硅、氮化铪的混合物。
高硬度高铬合金耐磨球，制备步骤如下：
1)配料熔炼：将废钢、生铁、钼铁、废铜、部分锰铁加入中频电炉中，加热熔融，熔炼温度为1600℃，待完全熔融后再将硅铁、铬铁、镍铁、部分稀土氧化物加入其中，最后再将硼砂、剩余锰铁加入其中熔炼，取样分析，调整钢水中各元素成分，完全熔融后将部分氮化物细粉加入其中，保温3-5min；
2)出包浇铸：将熔融的钢水倒入钢包中，并随流添加剩余稀土氧化物、孕育剂和剩余氮化物细粉，待钢水温度为1450±10℃时，将钢包中的钢水注入模具进行浇铸，冷却至250℃，破壳，得耐磨球粗品；
3)时效处理：将耐磨球粗品加热至960℃保温3h，进行一次油淬，然后再次加热至1060℃保温2h，进行二次水淬，然后回火升温至350℃，保温6h，室温空冷后即得成品。
其中，稀土氧化物、氮化物细粉均为纳米级粉料，粒径为40-60nm；锰铁分两部分添加，两次添加质量比为1：1；稀土氧化物分两部分添加，两次添加质量比为1：0.8；氮化物细粉分两部分添加，两次添加质量比为3：2；浇铸前，先对模具进行预热，预热后将模具置于振动机上，然后再进行浇铸，浇铸完成后启动振动机震动3-4min。
本发明实施例产品进行性能测试，数据如下：
根据上述表格数据可知本发明制备的高硬度高铬合金耐磨球耐磨性强，球芯硬度≥58，球面硬度≥66，落球抗击疲劳次数≥19660次，综合机械性能强，值得推广。
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 (8)

1.一种高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于，包括以下百分含量的合金元素：C 2.2-2.45％、Si 0.5-0.7％、Mn 0.8-1.2％、Cr 16-18％、Cu 0.18-0.23％、Mo 0.25-0.36％、B0.1-0.23％、Ni 0.4-0.55％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
2.根据权利要求1所述的高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于：所述稀土氧化物为占耐磨球总质量0.08-0.14％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钪的混合物，或为占耐磨球总质量0.1-0.15％的摩尔比为1：1的氧化铈和氧化钇的混合物。
3.根据权利要求1所述的高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于：所述氮化物细粉为占耐磨球总质量1.5-2％的质量比2：1-1.5的氮化硅、氮化铪的混合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于，包括以下百分含量的合金元素：C 2.36-2.45％、Si 0.5-0.6％、Mn 1-1.2％、Cr 16-17.3％、Cu 0.21-0.23％、Mo 0.33-0.36％、B 0.1-0.18％、Ni 0.4-0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述高硬度高铬合金耐磨球还包括稀土氧化物和氮化物细粉。
5.根据权利要求4所述的高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于，制备步骤如下：
1)配料熔炼：将废钢、生铁、钼铁、废铜、部分锰铁加入中频电炉中，加热熔融，熔炼温度为1580-1600℃，待完全熔融后再将硅铁、铬铁、镍铁、部分稀土氧化物加入其中，最后再将硼砂、剩余锰铁加入其中熔炼，取样分析，调整钢水中各元素成分，完全熔融后将部分氮化物细粉加入其中，保温3-5min；
2)出包浇铸：将熔融的钢水倒入钢包中，并随流添加剩余稀土氧化物、孕育剂和剩余氮化物细粉，待钢水温度为1450±10℃时，将钢包中的钢水注入模具进行浇铸，冷却至250-270℃，破壳，得耐磨球粗品；
3)时效处理：将耐磨球粗品加热至960-980℃保温3h，进行一次油淬，然后再次加热至1050-1080℃保温2h，进行二次水淬，然后回火升温至320-360℃，保温4-6h，室温空冷后即得成品。
6.根据权利要求5所述的高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于：所述稀土氧化物、氮化物细粉均为纳米级粉料，粒径为40-60nm。
7.根据权利要求5所述的高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于：所述锰铁分两部分添加，两次添加质量比为1：1；所述稀土氧化物分两部分添加，两次添加质量比为1：0.8；所述氮化物细粉分两部分添加，两次添加质量比为3：2。
8.根据权利要求5所述的高硬度高铬合金耐磨球，其特征在于：浇铸前，先对模具进行预热，预热后将模具置于振动机上，然后再进行浇铸，浇铸完成后启动振动机震动3-4min。
CN201710995941.7A 2017-10-23 2017-10-23 一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法 Pending CN107790239A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710995941.7A CN107790239A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710995941.7A CN107790239A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107790239A true CN107790239A (zh) 2018-03-13

Family

ID=61534307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710995941.7A Pending CN107790239A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107790239A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527772A (zh) * 2019-09-17 2019-12-03 马鞍山市三川机械制造有限公司 一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5319916A (en) * 1976-08-09 1978-02-23 Toyo Chiyuukou Kk Crushing balls
JP2004082108A (ja) * 2002-07-04 2004-03-18 Nissan Chem Ind Ltd ボールミル装置を用いたセリウム化合物の粉砕方法
CN1918083A (zh) * 2004-02-10 2007-02-21 马格托国际股份有限公司 磨球及其生产方法
CN103014550A (zh) * 2012-12-10 2013-04-03 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 高铬多元合金耐磨球及其制造方法
CN105506442A (zh) * 2016-01-14 2016-04-20 北京工业大学 一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球及其制备方法
CN106140410A (zh) * 2016-08-22 2016-11-23 湖北熙田科技有限公司 一种研磨介质
CN106868412A (zh) * 2016-12-27 2017-06-20 芜湖倍思科创园有限公司 一种高碳低铬低钨高硬度抗冲击的耐磨球及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5319916A (en) * 1976-08-09 1978-02-23 Toyo Chiyuukou Kk Crushing balls
JP2004082108A (ja) * 2002-07-04 2004-03-18 Nissan Chem Ind Ltd ボールミル装置を用いたセリウム化合物の粉砕方法
CN1918083A (zh) * 2004-02-10 2007-02-21 马格托国际股份有限公司 磨球及其生产方法
CN103014550A (zh) * 2012-12-10 2013-04-03 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 高铬多元合金耐磨球及其制造方法
CN105506442A (zh) * 2016-01-14 2016-04-20 北京工业大学 一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球及其制备方法
CN106140410A (zh) * 2016-08-22 2016-11-23 湖北熙田科技有限公司 一种研磨介质
CN106868412A (zh) * 2016-12-27 2017-06-20 芜湖倍思科创园有限公司 一种高碳低铬低钨高硬度抗冲击的耐磨球及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527772A (zh) * 2019-09-17 2019-12-03 马鞍山市三川机械制造有限公司 一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法
CN110527772B (zh) * 2019-09-17 2021-03-23 马鞍山市三川机械制造有限公司 一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103757516B (zh) 耐磨白口铸铁及其制备方法
CN103436773B (zh) 一种耐磨高铬铸铁制备方法
CN100574910C (zh) 离心铸造半钢/石墨钢复合辊环及其制备方法
CN105063265B (zh) 一种利用低硫铁水对45号钢进行增碳的方法
CN101864533B (zh) 矿山专用磨球
CN106048461B (zh) 一种耐热铸钢及其制备方法
CN102031457A (zh) 含钇低合金钢板锤
CN102676946B (zh) 分段硬度低合金钢锤头及其制造方法
CN105506442A (zh) 一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球及其制备方法
CN106191642B (zh) 一种反击式破碎机用高铬合金耐磨衬板及其制备方法
CN110408848B (zh) 耐蚀模具用扁钢锭及其工艺方法
CN102400032A (zh) 一种大断面球墨铸铁
CN103350184B (zh) 金属型铸造铬系白口铸铁磨球用孕育涂料及其制备方法
CN104593663B (zh) 一种耐磨白口铸铁及其制备方法
CN103993217A (zh) 大型破碎机锤头及其制备方法
CN106609334B (zh) 一种超高铬铸铁及其制备方法
CN107790239A (zh) 一种高硬度高铬合金耐磨球及其制备方法
CN105568124A (zh) 加锡qt500-7球墨铸铁材料及加工方法、铸件
CN107022713B (zh) 一种防腐耐磨铬铜合金铸铁及其制备方法
CN110499463A (zh) 一种微波还原铁矿石制备316l不锈钢3d打印金属粉末的方法
CN110791700A (zh) 一种高碳铬铁合金的制备方法
CN110257696A (zh) 高强度高韧性球墨铸铁及其制备方法
CN105039833B (zh) 铁‑钒‑铬耐磨合金及其制备方法
CN105132790A (zh) 一种含钒碳化物奥铁体球墨铸铁及制备方法
CN102373365B (zh) 大断面球墨铸铁

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180313