CN110512152A - 一种高铬耐磨钢球及其制备方法 - Google Patents

一种高铬耐磨钢球及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高铬耐磨钢球及其制备方法，耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成：C 2.0‑3.0％、Si 1.0‑1.5％、Mn 0.5‑1.0％、Cr 31‑33％、S 0.08‑0.10％、P 1.0‑1.2％、Mo 0.05‑0.08％、Cu 1.9‑2.1％、Zn 0.6‑0.8％，余量为Fe，其制备方法包括熔炼、孕育处理、浇铸成型、热处理、热轧镀层五大步骤，本发明制备得到的高铬耐磨钢球具有优异的硬度和耐磨性能，有效的延长了耐磨钢球的使用寿命。

Description

一种高铬耐磨钢球及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高铬耐磨钢球及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。
背景技术
钢铁耐磨材料在矿山领域有着广泛的应用前景和作用，随着技术的革新，传统材料逐渐被淘汰，取而代之的是多功能复合材料，多功能复合材料具有传统材料所不具有的优点如耐磨损、耐压、抗疲劳等。目前这些复合材料在铸铁领域尤其是耐磨球铸造制备中应用较为广泛，如根据耐磨球制备材料中金属铬的含量不同，将耐磨球分为高铬、中铬以及低铬，且不同铬含量的耐磨球其性能相差较大。铸铁技术、材料科学的技术发展大大推动了耐磨球领域的发展；但现有高铬耐磨钢球的制备方法比较繁琐，且得到的高铬耐磨钢球的硬度和耐磨性能差。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种高铬耐磨钢球及其制备方法，制备得到的高铬耐磨钢球具有优异的硬度和耐磨性能，有效的延长了耐磨钢球的使用寿命。
本发明所采用的技术方案为：
一种高铬耐磨钢球，包括耐磨钢球本体，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.0-3.0％、Si 1.0-1.5％、Mn 0.5-1.0％、Cr 31-33％、S 0.08-0.10％、P1.0-1.2％、Mo 0.05-0.08％、Cu 1.9-2.1％、Zn 0.6-0.8％，余量为Fe。
优选地，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.0％、Si1.0％、Mn 0.5％、Cr 31％、S 0.08％、P 1.0％、Mo 0.05％、Cu 1.9％、Zn 0.6％，余量为Fe。
优选地，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 3.0％、Si1.5％、Mn 1.0％、Cr 33％、S 0.10％、P 1.2％、Mo 0.08％、Cu 2.1％、Zn 0.8％，余量为Fe。
优选地，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.5％、Si1.2％、Mn 0.8％、Cr 32％、S 0.09％、P 1.1％、Mo 0.06％、Cu 2.0％、Zn 0.7％，余量为Fe。
上述一种高铬耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
S1：熔炼：按照耐磨钢球中各原料的配比进行称重，然后讲原料加入感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1700-1750℃，待原料完全熔融后，启动搅拌，得到熔炼液；
S2：孕育处理：向熔炼液中加入熔炼液总质量0.2-0.4％的孕育液后，再继续搅拌0.5-1h然后停止搅拌，保温静置，然后进行扒渣处理得到浇铸液；
S3：浇铸成型：将S2中得到浇铸液倒入模具中，浇铸得到铸件；
S4：热处理：将S3中得到的铸件升温至450-550℃，淬火2-3h，然后将铸件取出，并在1-1.5h内雾冷降温100-130℃，随后再次在温度800-850℃条件下对铸件进行升温处理，时间1.5-2h，升温处理结束后，空冷至300-350℃后回火1-1.5h，得到钢坯；
S5：镀层：将S5中得到的钢坯进行热轧、球坯成型后得到耐磨钢球糙体，对耐磨钢球糙体进行抛光，然后在耐磨钢球糙体表面电镀一层铬防护层，得到优质耐磨钢球。
优选地，S2步骤中所述孕育液中各组分以及各组分的重量配比为：Si：0.6％、Al：0.5％、Mo：0.05％，余量为Fe。
进一步的优选，S2步骤中所述孕育液的添加时间为0.5-1h。
进一步的优选，S5步骤中所述热轧的温度为900-1000℃。
本发明的有益效果在于：
加入的金属Al元素可以有效的改善耐磨球的抗氧化性，增加耐磨球的稳定性，加入金属元素Mo和Cr能够有效提高淬透性，细化晶粒，提高韧性继而提高了耐磨钢球的抗冲击性能；且该制备方法简单可靠，利于实施。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做具体的介绍。
实施例1：一种高铬耐磨钢球，包括耐磨钢球本体，耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.0％、Si 1.0％、Mn 0.5％、Cr 31％、S 0.08％、P 1.0％、Mo0.05％、Cu 1.9％、Zn 0.6％，余量为Fe。
上述一种高铬耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
S1：熔炼：按照耐磨钢球中各原料的配比进行称重，然后讲原料加入感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1700℃，待原料完全熔融后，启动搅拌，得到熔炼液；
S2：孕育处理：向熔炼液中加入熔炼液总质量0.2％的孕育液后，再继续搅拌0.5h然后停止搅拌，保温静置，然后进行扒渣处理得到浇铸液；
S3：浇铸成型：将S2中得到浇铸液倒入模具中，浇铸得到铸件；
S4：热处理：将S3中得到的铸件升温至450℃，淬火2h，然后将铸件取出，并在1h内雾冷降温100℃，随后再次在温度800℃条件下对铸件进行升温处理，时间1h，升温处理结束后，空冷至300℃后回火1h，得到钢坯；
S5：镀层：将S5中得到的钢坯进行热轧、球坯成型后得到耐磨钢球糙体，对耐磨钢球糙体进行抛光，然后在耐磨钢球糙体表面电镀一层铬防护层，得到优质耐磨钢球。
优选地，S2步骤中所述孕育液中各组分以及各组分的重量配比为：Si：0.6％、Al：0.5％、Mo：0.05％，余量为Fe。
进一步的优选，S2步骤中所述孕育液的添加时间为0.5h。
进一步的优选，S5步骤中所述热轧的温度为900℃。
实施例2：一种高铬耐磨钢球，包括耐磨钢球本体，耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 3.0％、Si 1.5％、Mn 1.0％、Cr 33％、S 0.10％、P 1.2％、Mo0.08％、Cu 2.1％、Zn 0.8％，余量为Fe。
上述一种高铬耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
S1：熔炼：按照耐磨钢球中各原料的配比进行称重，然后讲原料加入感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1750℃，待原料完全熔融后，启动搅拌，得到熔炼液；
S2：孕育处理：向熔炼液中加入熔炼液总质量0.4％的孕育液后，再继续搅拌1h然后停止搅拌，保温静置，然后进行扒渣处理得到浇铸液；
S3：浇铸成型：将S2中得到浇铸液倒入模具中，浇铸得到铸件；
S4：热处理：将S3中得到的铸件升温至550℃，淬火3h，然后将铸件取出，并在1.5h内雾冷降温130℃，随后再次在温度850℃条件下对铸件进行升温处理，时间2h，升温处理结束后，空冷至350℃后回火1.5h，得到钢坯；
S5：镀层：将S5中得到的钢坯进行热轧、球坯成型后得到耐磨钢球糙体，对耐磨钢球糙体进行抛光，然后在耐磨钢球糙体表面电镀一层铬防护层，得到优质耐磨钢球。
优选地，S2步骤中所述孕育液中各组分以及各组分的重量配比为：Si：0.6％、Al：0.5％、Mo：0.05％，余量为Fe。
进一步的优选，S2步骤中所述孕育液的添加时间为1h。
进一步的优选，S5步骤中所述热轧的温度为1000℃。
实施例3：一种高铬耐磨钢球，包括耐磨钢球本体，耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.5％、Si 1.2％、Mn 0.8％、Cr 32％、S 0.09％、P 1.1％、Mo0.06％、Cu 2.0％、Zn 0.7％，余量为Fe。
上述一种高铬耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
S1：熔炼：按照耐磨钢球中各原料的配比进行称重，然后讲原料加入感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1725℃，待原料完全熔融后，启动搅拌，得到熔炼液；
S2：孕育处理：向熔炼液中加入熔炼液总质量0.3％的孕育液后，再继续搅拌0.8h然后停止搅拌，保温静置，然后进行扒渣处理得到浇铸液；
S3：浇铸成型：将S2中得到浇铸液倒入模具中，浇铸得到铸件；
S4：热处理：将S3中得到的铸件升温至500℃，淬火2.5h，然后将铸件取出，并在1.2h内雾冷降温115℃，随后再次在温度825℃条件下对铸件进行升温处理，时间1.7h，升温处理结束后，空冷至325℃后回火1.2h，得到钢坯；
S5：镀层：将S5中得到的钢坯进行热轧、球坯成型后得到耐磨钢球糙体，对耐磨钢球糙体进行抛光，然后在耐磨钢球糙体表面电镀一层铬防护层，得到优质耐磨钢球。
优选地，S2步骤中所述孕育液中各组分以及各组分的重量配比为：Si：0.6％、Al：0.5％、Mo：0.05％，余量为Fe。
进一步的优选，S2步骤中所述孕育液的添加时间为0.7h。
进一步的优选，S5步骤中所述热轧的温度为950℃。
为验证本发明的实施效果，对本发明上述实施例1-3进行9个批次的验证，每个批次抽取15个耐磨球，与相同数量的市场上的耐磨球在相同条件下进行对比实验，结果如表1所示。
表1 实施例1-3耐磨球球体硬度实验
综上所述，本发明制得的高铬耐磨钢球具有较高的硬度，且耐磨性能好，延长了高铬耐磨钢球的使用寿命；且该制备方法简单可靠，利于实施。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种高铬耐磨钢球，其特征在于：包括耐磨钢球本体，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.0-3.0％、Si 1.0-1.5％、Mn 0.5-1.0％、Cr 31-33％、S0.08-0.10％、P 1.0-1.2％、Mo 0.05-0.08％、Cu 1.9-2.1％、Zn 0.6-0.8％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种高铬耐磨钢球的制备方法，其特征在于，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.0％、Si 1.0％、Mn 0.5％、Cr 31％、S 0.08％、P 1.0％、Mo 0.05％、Cu 1.9％、Zn 0.6％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高铬耐磨钢球的制备方法，其特征在于，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 3.0％、Si 1.5％、Mn 1.0％、Cr 33％、S 0.10％、P 1.2％、Mo 0.08％、Cu 2.1％、Zn 0.8％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种高铬耐磨钢球的制备方法，其特征在于，所述耐磨钢球本体由以下质量百分比的原料组成，其中，C 2.5％、Si 1.2％、Mn 0.8％、Cr 32％、S 0.09％、P 1.1％、Mo 0.06％、Cu 2.0％、Zn 0.7％，余量为Fe。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种高铬耐磨钢球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：熔炼：按照耐磨钢球中各原料的配比进行称重，然后讲原料加入感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1700-1750℃，待原料完全熔融后，启动搅拌，得到熔炼液；
S2：孕育处理：向熔炼液中加入熔炼液总质量0.2-0.4％的孕育液后，再继续搅拌0.5-1h然后停止搅拌，保温静置，然后进行扒渣处理得到浇铸液；
S3：浇铸成型：将S2中得到浇铸液倒入模具中，浇铸得到铸件；
S4：热处理：将S3中得到的铸件升温至450-550℃，淬火2-3h，然后将铸件取出，并在1-1.5h内雾冷降温100-130℃，随后再次在温度800-850℃条件下对铸件进行升温处理，时间1.5-2h，升温处理结束后，空冷至300-350℃后回火1-1.5h，得到钢坯；
S5：热轧镀层：将S5中得到的钢坯进行热轧、球坯成型后得到耐磨钢球糙体，对耐磨钢球糙体进行抛光，然后在耐磨钢球糙体表面电镀一层铬防护层，得到优质耐磨钢球。
6.根据权利要求5所述的一种高铬耐磨钢球的制备方法，其特征在于，S2步骤中所述孕育液中各组分以及各组分的重量配比为：Si：0.6％、Al：0.5％、Mo：0.05％，余量为Fe。
7.根据权利要求5所述的一种高铬耐磨钢球的制备方法，其特征在于，S2步骤中所述孕育液的添加时间为0.5-1h。
8.根据权利要求5所述的一种高铬耐磨钢球的制备方法，其特征在于，S5步骤中所述热轧的温度为900-1000℃。
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