CN110819918A - 一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球 - Google Patents

一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料：C：0.8～1.8％、Cr：1～5％、Mo：1.2～1.5％、V：1.2～1.5％、Mn：0.8～1.5％、Cu：2.2～2.7％、P：0.01～0.04％、S：0.01～0.04％、Nb：0.05～0.2％、SiC：3～5％、熔炼添加剂0.1～0.3％、余量为Fe。本发明提出的一种球磨机用耐磨钢球，配方合理，保证了耐磨钢球的研磨性能，控制了生产成本，大大的提高了耐磨钢球的硬度、耐腐蚀性和耐磨性，其制备方法简单，制备成本低，所得耐磨钢球用于球磨机研磨，耗损量小，使用寿命长，性价比高，值得推广。

Description

一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，具体的说，尤其涉及一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球。
背景技术
耐磨钢球又称作研磨机用耐磨介质，是一种消耗品，主要用途是研磨物料，使物料研磨的更细，以达到使用标准，主要在矿山、电厂、水泥厂、钢铁厂、硅砂厂、煤化工等领域用，全世界每年钢球的消耗量在3000～5000万吨，其中中国钢球消耗量在300～500万吨，是钢球消耗大国。球磨机用耐磨钢球的工作条件十分复杂，其在高速运转过程中，承受着巨大的冲击力、应力和摩擦力。除此之外，钢球在工作过程还受到润滑油等其他杂质的腐蚀，因此对耐磨钢球的综合性能有着较高的要求。现有技术中，球磨机用耐磨钢球主要包括碳素钢球和高铬钢球两大类，其中碳素钢球耐磨性不能满足研磨要求，使用寿命短，耗损量大；而高铬钢球虽耐磨性较好，但成本又过高，造成整体性价比低，实用性不高。基于上述陈述，本发明提出了一种球磨机用耐磨钢球及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料：Mo 1.2～1.5％、V 1.2～1.5％、Cu 2.2～2.7％、P 0.01～0.04％、S 0.01～0.04％、SiC 3～5％、熔炼添加剂0.1～0.3％、余量为Fe；其中，还包括以下重量百分比的原料：B 0.004～0.01％、C 0.8～1.2％、Cr 12～16％、Mn1.0～3.0％、Nb 0.1～0.2％；
制作高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球包括以下步骤：
S1：将各组分重量百分数原料进行熔炼，浇注、铸造成型后，清理得到铸件；
S2：将A1中得到的铸件在500℃保温1小时，然后按照传统工艺进行700℃的加热1小时、950℃的加热4小时后水淬；
S3：将水淬后的铸件升温至300℃进行回火处理，保温2小时后移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。
优选的，包括以下重量百分比的原料：B 0.007～0.01、C 1～1.5％、Cr 14～16％、Mo 1.3～1.4％、V 1.3～1.4％、Mn 1.0～3.0％、Cu 2.4～2.6％、P 0.02～0.03％、S 0.02～0.03％、Nb 0.05～0.2％、SiC 3～5％、熔炼添加剂0.15～0.25％、余量为Fe。
优选的，包括以下重量百分比的原料：Mo 1.4％、V 1.3％、Cu 2.5％、P 0.02％、S0.03％、SiC 4％、B 0.007％、C 1.2％、Cr 14％、Mn 3.0％、Nb 0.15％、熔炼添加剂0.2％、余量为Fe。
优选的，所述SiC为微米级碳化硅晶须或纳米级碳化硅晶须。
优选的，所述熔炼添加剂为质量比为1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的组合物；
优选的，S1步骤中按质量比1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5，将CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超细研磨机中，充分研磨3次，每次研磨15～25min，得到熔炼添加剂。
优选的，将步骤S1中所得的合金粉末与所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合机中，以750～950r/min的转速，高速混合1～2h后，注入钢球模具内，利用上下冲模冲压制成钢球坯体。
优选的，所述步骤S3中得到耐磨钢球后处理方式为：运用豪克能，利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件表面进行无研磨剂的研磨。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的有益效果是：通过严格控制C、Cr、Mo、V、P和S的含量，保证了耐磨钢球的研磨性能，控制了生产成本，配方中通过添加微米级或纳米级SiC晶须，大大的提高了耐磨钢球的硬度、耐腐蚀性和耐磨性，本发明提出的耐磨钢球，采用粉末冶金技术进行生产，其制备方法简单，制备成本低，所得耐磨钢球用于球磨机研磨，耗损量小，使用寿命长，性价比高，值得推广。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球中的高铬钢热处理工艺。
图2为本发明提出的一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球添加硼元素后力学性能变化表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例一
一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料：Mo1.2％、V 1.2％、Cu 2.2％、P 0.01％、S 0.014％、SiC 3％、熔炼添加剂0.1％、余量为Fe；其中，还包括以下重量百分比的原料：B 0.004％、C 0.8％、Cr 12％、Mn 1.0％、Nb 0.1％；
制作高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球包括以下步骤：
S1：将各组分重量百分数原料进行熔炼，浇注、铸造成型后，清理得到铸件；
S2：将A1中得到的铸件在500℃保温1小时，然后按照传统工艺进行700℃的加热1小时、950℃的加热4小时后水淬；
S3：将水淬后的铸件升温至300℃进行回火处理，保温2小时后移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。
进一步的说，其特征在于，所述SiC为微米级碳化硅晶须或纳米级碳化硅晶须。
进一步的说，其特征在于，所述熔炼添加剂为质量比为1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的组合物；
进一步的说，S1步骤中按质量比1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5，将CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超细研磨机中，充分研磨3次，每次研磨15～25min，得到熔炼添加剂。
进一步的说，将步骤S1中所得的合金粉末与所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合机中，以750～950r/min的转速，高速混合1～2h后，注入钢球模具内，利用上下冲模冲压制成钢球坯体。
进一步的说，所述步骤S3中得到耐磨钢球后处理方式为：运用豪克能，利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件表面进行无研磨剂的研磨。
实施例二
本发明提出的一种球磨机用耐磨钢球，包括以下各组分重量百分数原料：Mo1.5％、V 1.5％、Cu2.7％、P 0.04％、S 0.04％、SiC5％、熔炼添加剂0.3％、余量为Fe；其中：还包括以下重量百分比的原料：B0.01％、C1.2％、Cr16％、Mn 3.0％、Nb 0.2％
制作高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球包括以下步骤：
S1：将各组分重量百分数原料进行熔炼，浇注、铸造成型后，清理得到铸件；
S2：将A1中得到的铸件在500℃保温1小时，然后按照传统工艺进行700℃的加热1小时、950℃的加热4小时后水淬；
S3：将水淬后的铸件升温至300℃进行回火处理，保温2小时后移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。
更进一步的说，所述SiC为微米级碳化硅晶须或纳米级碳化硅晶须。
更进一步的说，所述熔炼添加剂为质量比为1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的组合物；
更进一步的说，S1步骤中按质量比1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5，将CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超细研磨机中，充分研磨3次，每次研磨15～25min，得到熔炼添加剂。
更进一步的说，将步骤S1中所得的合金粉末与所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合机中，以750～950r/min的转速，高速混合1～2h后，注入钢球模具内，利用上下冲模冲压制成钢球坯体。
更进一步的说，所述步骤S3中得到耐磨钢球后处理方式为：运用豪克能，利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件表面进行无研磨剂的研磨。
实施例三
本发明提出的一种球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料包括以下重量百分比的原料：Mo 1.4％、V 1.3％、Cu 2.5％、P 0.02％、S 0.03％、SiC 4％、B 0.007％、C1.2％、Cr 14％、Mn 3.0％、Nb 0.15％、熔炼添加剂0.2％、余量为Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将各组分重量百分数原料进行熔炼，浇注、铸造成型后，清理得到铸件；
S2：将A1中得到的铸件在500℃保温1小时，然后按照传统工艺进行700℃的加热1小时、950℃的加热4小时后水淬；
S3：将水淬后的铸件升温至300℃进行回火处理，保温2小时后移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。
更进一步的说，所述SiC为微米级碳化硅晶须或纳米级碳化硅晶须。
更进一步的说，所述熔炼添加剂为质量比为1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的组合物；
更进一步的说，S1步骤中按质量比1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5，将CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超细研磨机中，充分研磨3次，每次研磨15～25min，得到熔炼添加剂。
更进一步的说，将步骤S1中所得的合金粉末与所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合机中，以750～950r/min的转速，高速混合1～2h后，注入钢球模具内，利用上下冲模冲压制成钢球坯体。
更进一步的说，所述步骤S3中得到耐磨钢球后处理方式为：运用豪克能，利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件表面进行无研磨剂的研磨，即得所需耐磨钢球。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料：Mo 1.2～1.5％、V 1.2～1.5％、Cu 2.2～2.7％、P 0.01～0.04％、S 0.01～0.04％、SiC 3～5％、熔炼添加剂0.1～0.3％、余量为Fe；其特征在于：还包括以下重量百分比的原料：B 0.004～0.01％、C 0.8～1.2％、Cr 12～16％、Mn 1.0～3.0％、Nb 0.1～0.2％；
制作高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球包括以下步骤：
S1：将各组分重量百分数原料进行熔炼，浇注、铸造成型后，清理得到铸件；
S2：将A1中得到的铸件在500℃保温1小时，然后按照传统工艺进行700℃的加热1小时、950℃的加热4小时后水淬；
S3：将水淬后的铸件升温至300℃进行回火处理，保温2小时后移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。
2.根据权利要求1所述的一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：B 0.007～0.01、C 1～1.5％、Cr 14～16％、Mo 1.3～1.4％、V1.3～1.4％、Mn 1.0～3.0％、Cu 2.4～2.6％、P 0.02～0.03％、S 0.02～0.03％、Nb 0.05～0.2％、SiC 3～5％、熔炼添加剂0.15～0.25％、余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：Mo 1.4％、V 1.3％、Cu 2.5％、P 0.02％、S 0.03％、SiC 4％、B0.007％、C 1.2％、Cr 14％、Mn 3.0％、Nb 0.15％、熔炼添加剂0.2％、余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球，其特征在于，所述SiC为微米级碳化硅晶须或纳米级碳化硅晶须。
5.根据权利要求1所述的一种具有高耐磨耐蚀性的球磨机用耐磨钢球，其特征在于，所述熔炼添加剂为质量比为1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的组合物。
6.根据权利要求1中的任一项所述的球磨机用耐磨钢球的制备方法，其特征在于，S1步骤中按质量比1.5～2.2∶1.8～2∶1∶1～1.2∶0.3～0.5，将CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超细研磨机中，充分研磨3次，每次研磨15～25min，得到熔炼添加剂。
7.根据权利要求6中所述的球磨机用耐磨钢球的制备方法，其特征在于：将步骤S1中所得的合金粉末与所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合机中，以750～950r/min的转速，高速混合1～2h后，注入钢球模具内，利用上下冲模冲压制成钢球坯体。
8.根据权利要求1所述的一种球磨机用耐磨钢球的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中得到耐磨钢球后处理方式为：运用豪克能，利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件表面进行无研磨剂的研磨。
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