CN110747388A - 一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及研磨材料技术领域，且公开了一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，包括以下百分比的化学成分：碳2.5％～2.7％、锰≤1.5％、硅≤0.9％、镍≤1.8％、铬12％～13％、钼≤2.7％、铜≤1.1％、钨≤2.8％、铼≤1.4％。该耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法，具备能够充分的保证研磨材料的高强度，抗耐磨，耐腐蚀的特性，保证了研磨材料的使用寿命的优点。

Description

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及研磨材料技术领域，具体为一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法。

背景技术

高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料；它以比合金钢高得多的耐磨性，比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。

目前的高铬铸铁磨球的耐磨耐腐蚀性能随着技术的发展已经不能跟上实际使用需求，使得研磨材料的强度性能低，不能很好的满足与时俱进的生产需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法，具备能够充分的保证研磨材料的高强度，抗耐磨，耐腐蚀的特性，保证了研磨材料的使用寿命的优点，解决了目前的高铬铸铁磨球的耐磨耐腐蚀性能随着技术的发展已经不能跟上实际使用需求，使得研磨材料的强度性能低，不能很好的满足与时俱进的生产需求的问题。

(二)技术方案

为实现能够充分的保证研磨材料的高强度，抗耐磨，耐腐蚀的特性，保证了研磨材料的使用寿命的目的，本发明提供如下技术方案：一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，包括以下百分比的化学成分：碳2％～3.3％、锰≤2％、硅≤1.3％、镍≤2.5％、铬10％～15％、钼≤3.5％、铜≤1.5％、钨≤3.5％、铼≤2.2％。

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，包括以下百分比的化学成分：碳2.2％～2.9％、锰≤1.7％、硅≤1.1％、镍≤2.1％、铬11％～14％、钼≤3％、铜≤1.2％、钨≤3.1％、铼≤1.8％。

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，包括以下百分比的化学成分：碳2.5％～2.7％、锰≤1.5％、硅≤0.9％、镍≤1.8％、铬12％～13％、钼≤2.7％、铜≤1.1％、钨≤2.8％、铼≤1.4％。

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.原材料重量份配比

将碳2％～3.3％、锰≤2％、硅≤1.3％、镍≤2.5％、铬10％～15％、钼≤3.5％、铜≤1.5％、钨≤3.5％、铼≤2.2％以指定比例转换成重量分数分配成多组；

S2.融化冶炼

将碳、锰、硅、镍、铬、钼、铜、钨和铼分别以与其本身使用的冶炼条件分开冶炼至液态并最终混合在一起，得到混合浇注液；

S3.成品浇注成型

将S2中获得的混合浇注液浇注到预先备好的符合制造需求指定尺寸的磨球砂型铸造腔内，再经过风冷快速冷却成型；

S4.打磨

将S3中冷凝后的磨球在一定温度下进行出砂打磨，使得磨球的表面和各个部分满足规定的光滑度要求；

S5.加热保温处理

a.将S4中打磨后的磨球转送至热处理炉内，使得热处理的温度升温至200℃，并在200℃时保持恒温状态150min；

b.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至400℃，并保持温度150min；

c.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至600℃，并保持温度150min；

d.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至710℃，并保持温度70min；

e.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至820℃，并保持温度60min；

f.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至930℃，并保持温度50min；

S6.油淬处理

将加热保温处理后的磨球转送至油淬炉中，以90℃的温度油淬15min；

S7.淬件回火热处理

将油淬处理后的磨球再次转送至回火炉中，使得回火炉的温度保持在405℃，持续回火300min；

S8.磨球冷却

回火完成后停止对回火炉的加热，使得或火炉的温度逐渐降低至100℃，在自然冷却后得到最终的磨球产品。

优选的，所述S3中浇注的过程中对混合浇注液的温度保持在1380℃。

优选的，所述S4中打磨时使得磨球的温度保持在180℃。

优选的，所述S5的加热保温处理过程中，温度上升的幅度不超过150℃/h。

优选的，所述磨球在出炉时进行脱氧处理，先通常在炉中加0.5％锰铁进行预脱氧，再次往炉中加入0.25％硅铁进行初脱氧，最终加入0.05％铝进行终脱氧。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法，具备以下有益效果：

该耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，通过设有的锰，锰使得整个材料具有足够的韧性，且具有较高的强度和硬度，提高了整体材料的淬性，改善材料的热加工性、掺和硅制成的研磨材料具有耐高温，富韧性的性能，提高了材料整体的硬度强度，镍具有磁性和良好的可塑性，有优秀的耐腐蚀性，使得材料硬度大且有延展性并具有铁磁性，能够高度磨光和抗腐蚀，铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢，可对材料起到优秀的保护作用)，钼具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小、良好的导电和导热等特性，能够使得整体研磨材料更加稳定，铜的熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜，使得整体材料具有优秀的环保性能，钨具有超强的硬度和优良的耐磨性能，能够保证整体材料的强度硬度，提高了研磨耐用性能，铼在高温下十分稳定，蒸气压低，耐磨损，且能够抵御电弧腐蚀，能够保证研磨材料在高速运转下产生高温的情况也能保证优秀的工作性能，通过加入的各种材料能够充分的保证研磨材料的高强度，抗耐磨，耐腐蚀的特性，保证了研磨材料的使用寿命。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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：

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，包括以下百分比的化学成分：碳2％、锰2％、硅1.3％、镍2.5％、铬10％、钼3.5％、铜1.5％、钨3.5％、铼2.2％。

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.原材料重量份配比

将碳2％、锰2％、硅1.3％、镍2.5％、铬10％、钼3.5％、铜1.5％、钨3.5％、铼2.2％以指定比例转换成重量分数分配成多组；

S2.融化冶炼

将碳、锰、硅、镍、铬、钼、铜、钨和铼分别以与其本身使用的冶炼条件分开冶炼至液态并最终混合在一起，得到混合浇注液；

S3.成品浇注成型

将S2中获得的混合浇注液浇注到预先备好的符合制造需求指定尺寸的磨球砂型铸造腔内，再经过风冷快速冷却成型；

S4.打磨

将S3中冷凝后的磨球在一定温度下进行出砂打磨，使得磨球的表面和各个部分满足规定的光滑度要求；

S5.加热保温处理

a.将S4中打磨后的磨球转送至热处理炉内，使得热处理的温度升温至200℃，并在200℃时保持恒温状态150min；

b.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至400℃，并保持温度150min；

c.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至600℃，并保持温度150min；

d.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至710℃，并保持温度70min；

e.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至820℃，并保持温度60min；

f.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至930℃，并保持温度50min；

S6.油淬处理

将加热保温处理后的磨球转送至油淬炉中，以90℃的温度油淬15min；

S7.淬件回火热处理

将油淬处理后的磨球再次转送至回火炉中，使得回火炉的温度保持在405℃，持续回火300min；

S8.磨球冷却

回火完成后停止对回火炉的加热，使得或火炉的温度逐渐降低至100℃，在自然冷却后得到最终的磨球产品。

S3中浇注的过程中对混合浇注液的温度保持在1380℃。

S4中打磨时使得磨球的温度保持在180℃。

S5的加热保温处理过程中，温度上升的幅度不超过150℃/h。

磨球在出炉时进行脱氧处理，先通常在炉中加0.5％锰铁进行预脱氧，再次往炉中加入0.25％硅铁进行初脱氧，最终加入0.05％铝进行终脱氧。

实施例2：

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，包括以下百分比的化学成分：碳3.3％、锰1.7％、硅1.1％、镍2.1％、铬15％、钼3％、铜1.2％、钨3.1％、铼1.8％。

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.原材料重量份配比

碳3.3％、锰1.7％、硅1.1％、镍2.1％、铬15％、钼3％、铜1.2％、钨3.1％、铼1.8％以指定比例转换成重量分数分配成多组；

S2.融化冶炼

将碳、锰、硅、镍、铬、钼、铜、钨和铼分别以与其本身使用的冶炼条件分开冶炼至液态并最终混合在一起，得到混合浇注液；

S3.成品浇注成型

将S2中获得的混合浇注液浇注到预先备好的符合制造需求指定尺寸的磨球砂型铸造腔内，再经过风冷快速冷却成型；

S4.打磨

将S3中冷凝后的磨球在一定温度下进行出砂打磨，使得磨球的表面和各个部分满足规定的光滑度要求；

S5.加热保温处理

a.将S4中打磨后的磨球转送至热处理炉内，使得热处理的温度升温至200℃，并在200℃时保持恒温状态150min；

b.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至400℃，并保持温度150min；

c.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至600℃，并保持温度150min；

d.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至710℃，并保持温度70min；

e.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至820℃，并保持温度60min；

f.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至930℃，并保持温度50min；

S6.油淬处理

将加热保温处理后的磨球转送至油淬炉中，以90℃的温度油淬15min；

S7.淬件回火热处理

将油淬处理后的磨球再次转送至回火炉中，使得回火炉的温度保持在405℃，持续回火300min；

S8.磨球冷却

回火完成后停止对回火炉的加热，使得或火炉的温度逐渐降低至100℃，在自然冷却后得到最终的磨球产品。

S3中浇注的过程中对混合浇注液的温度保持在1380℃。

S4中打磨时使得磨球的温度保持在180℃。

S5的加热保温处理过程中，温度上升的幅度不超过150℃/h。

磨球在出炉时进行脱氧处理，先通常在炉中加0.5％锰铁进行预脱氧，再次往炉中加入0.25％硅铁进行初脱氧，最终加入0.05％铝进行终脱氧。

实施例3：

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，包括以下百分比的化学成分：碳2.6％、锰1.5％、硅0.9％、镍1.8％、铬12.5％、钼2.7％、铜1.1％、钨2.8％、铼1.4％。

一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.原材料重量份配比

将碳2.6％、锰1.5％、硅0.9％、镍1.8％、铬12.5％、钼2.7％、铜1.1％、钨2.8％、铼1.4％以指定比例转换成重量分数分配成多组；

S2.融化冶炼

将碳、锰、硅、镍、铬、钼、铜、钨和铼分别以与其本身使用的冶炼条件分开冶炼至液态并最终混合在一起，得到混合浇注液；

S3.成品浇注成型

将S2中获得的混合浇注液浇注到预先备好的符合制造需求指定尺寸的磨球砂型铸造腔内，再经过风冷快速冷却成型；

S4.打磨

将S3中冷凝后的磨球在一定温度下进行出砂打磨，使得磨球的表面和各个部分满足规定的光滑度要求；

S5.加热保温处理

a.将S4中打磨后的磨球转送至热处理炉内，使得热处理的温度升温至200℃，并在200℃时保持恒温状态150min；

b.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至400℃，并保持温度150min；

c.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至600℃，并保持温度150min；

d.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至710℃，并保持温度70min；

e.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至820℃，并保持温度60min；

f.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至930℃，并保持温度50min；

S6.油淬处理

将加热保温处理后的磨球转送至油淬炉中，以90℃的温度油淬15min；

S7.淬件回火热处理

将油淬处理后的磨球再次转送至回火炉中，使得回火炉的温度保持在405℃，持续回火300min；

S8.磨球冷却

回火完成后停止对回火炉的加热，使得或火炉的温度逐渐降低至100℃，在自然冷却后得到最终的磨球产品。

S3中浇注的过程中对混合浇注液的温度保持在1380℃。

S4中打磨时使得磨球的温度保持在180℃。

S5的加热保温处理过程中，温度上升的幅度不超过150℃/h。

磨球在出炉时进行脱氧处理，先通常在炉中加0.5％锰铁进行预脱氧，再次往炉中加入0.25％硅铁进行初脱氧，最终加入0.05％铝进行终脱氧。

综上所述，该耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法，通过原材料重量份配比、融化冶炼、成品浇注成型、打磨、加热保温处理、油淬处理、淬件回火热处理和磨球冷却能够制造高质量的研磨材料，锰使得整个材料具有足够的韧性，且具有较高的强度和硬度，提高了整体材料的淬性，改善材料的热加工性、掺和硅制成的研磨材料具有耐高温，富韧性的性能，提高了材料整体的硬度强度，镍具有磁性和良好的可塑性，有优秀的耐腐蚀性，使得材料硬度大且有延展性并具有铁磁性，能够高度磨光和抗腐蚀，铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢，可对材料起到优秀的保护作用)，钼具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小、良好的导电和导热等特性，能够使得整体研磨材料更加稳定，铜的熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜，使得整体材料具有优秀的环保性能，钨具有超强的硬度和优良的耐磨性能，能够保证整体材料的强度硬度，提高了研磨耐用性能，铼在高温下十分稳定，蒸气压低，耐磨损，且能够抵御电弧腐蚀，能够保证研磨材料在高速运转下产生高温的情况也能保证优秀的工作性能，通过加入的各种材料能够充分的保证研磨材料的高强度，抗耐磨，耐腐蚀的特性，保证了研磨材料的使用寿命。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，其特征在于：包括以下百分比的化学成分：碳2％～3.3％、锰≤2％、硅≤1.3％、镍≤2.5％、铬10％～15％、钼≤3.5％、铜≤1.5％、钨≤3.5％、铼≤2.2％。

2.一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，其特征在于：包括以下百分比的化学成分：碳2.2％～2.9％、锰≤1.7％、硅≤1.1％、镍≤2.1％、铬11％～14％、钼≤3％、铜≤1.2％、钨≤3.1％、铼≤1.8％。

3.一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料，其特征在于：包括以下百分比的化学成分：碳2.5％～2.7％、锰≤1.5％、硅≤0.9％、镍≤1.8％、铬12％～13％、钼≤2.7％、铜≤1.1％、钨≤2.8％、铼≤1.4％。

4.一种如权利要求1所述的耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.原材料重量份配比

将碳2％～3.3％、锰≤2％、硅≤1.3％、镍≤2.5％、铬10％～15％、钼≤3.5％、铜≤1.5％、钨≤3.5％、铼≤2.2％以指定比例转换成重量分数分配成多组；

S2.融化冶炼

将碳、锰、硅、镍、铬、钼、铜、钨和铼分别以与其本身使用的冶炼条件分开冶炼至液态并最终混合在一起，得到混合浇注液；

S3.成品浇注成型

将S2中获得的混合浇注液浇注到预先备好的符合制造需求指定尺寸的磨球砂型铸造腔内，再经过风冷快速冷却成型；

S4.打磨

将S3中冷凝后的磨球在一定温度下进行出砂打磨，使得磨球的表面和各个部分满足规定的光滑度要求；

S5.加热保温处理

a.将S4中打磨后的磨球转送至热处理炉内，使得热处理的温度升温至200℃，并在200℃时保持恒温状态150min；

b.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至400℃，并保持温度150min；

c.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至600℃，并保持温度150min；

d.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至710℃，并保持温度70min；

e.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至820℃，并保持温度60min；

f.再次提高热处理炉的升温保温温度，使得加热温度上升至930℃，并保持温度50min；

S6.油淬处理

将加热保温处理后的磨球转送至油淬炉中，以90℃的温度油淬15min；

S7.淬件回火热处理

将油淬处理后的磨球再次转送至回火炉中，使得回火炉的温度保持在405℃，持续回火300min；

S8.磨球冷却

回火完成后停止对回火炉的加热，使得或火炉的温度逐渐降低至100℃，在自然冷却后得到最终的磨球产品。

5.根据权利要求4所述的一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，其特征在于：所述S3中浇注的过程中对混合浇注液的温度保持在1380℃。

6.根据权利要求4所述的一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，其特征在于：所述S4中打磨时使得磨球的温度保持在180℃。

7.根据权利要求4所述的一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，其特征在于：所述S5的加热保温处理过程中，温度上升的幅度不超过150℃/h。

8.根据权利要求4所述的一种耐磨耐腐蚀纳米研磨材料的制备方法，其特征在于：所述磨球在出炉时进行脱氧处理，先通常在炉中加0.5％锰铁进行预脱氧，再次往炉中加入0.25％硅铁进行初脱氧，最终加入0.05％铝进行终脱氧。