CN111074143A - 一种耐酸强韧高抗磨铸球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐酸强韧高抗磨铸球及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1、在熔炼炉中熔炼，得到铁液；S2、在出炉前向铁液中加入铝锭进行脱氧，然后将铁液转入中转包，扒渣后倒入浇注包进行浇注，冷却后得到铸坯；S3、将所述铸坯升温至500‑510℃保温2‑3h，然后升温至780‑790℃保温2‑3h，再升温至940‑950℃保温2‑3h，再升温至1015‑1030℃保温2‑3h，用淬火油淬火10‑15min，最后在260‑280℃保温6‑8h进行回火处理，即得。本发明制得的铸球不仅具有优异的抗酸耐腐蚀性能，而且硬度高，耐磨损性能好，有利于提高经济利益。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种耐酸强韧高抗磨铸球及其制备方法。
背景技术
一些矿山如钴矿，其工况条件属于强酸高腐蚀环境，普通铸球及特高铬球无法满足工况需求。目前，该种矿山主要使用不锈钢球作为研磨体，不锈钢球虽然耐腐蚀，能够适应在强酸耐腐蚀环境下使用，但是其硬度较低，HRC在10左右，磨球消耗较大，造成了严重的浪费，极大地提高了生产成本。因此，有必要开发一种能够适应在强酸耐腐蚀环境下使用，而且硬度较高，磨耗低的矿山用耐酸强韧高抗磨铸球。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐酸强韧高抗磨铸球及其制备方法，制得的铸球不仅具有优异的抗酸耐腐蚀性能，而且硬度高，耐磨损性能好，有利于提高经济利益。
本发明提出的一种耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在熔炼炉中依次加入废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硅铁、镍铁、钼铁进行熔炼，得到铁液；
S2、在出炉前向铁液中加入铝锭进行脱氧，然后将铁液转入中转包，扒渣后倒入浇注包进行浇注，冷却后得到铸坯；
S3、将所述铸坯升温至500-510℃保温2-3h，然后升温至780-790℃保温2-3h，再升温至940-950℃保温2-3h，再升温至1015-1030℃保温2-3h，用淬火油淬火10-15min，最后在260-280℃保温6-8h进行回火处理，得到耐酸强韧高抗磨铸球。
优选地，所述步骤S3中，将所述铸坯升温至505℃保温2.5h，然后升温至785℃保温2.5h，再升温至945℃保温2.5h，再升温至1020℃保温2.5h，用淬火油淬火13min，最后在270℃保温7h进行回火处理。
优选地，按重量百分比计，所述铸球的化学成分如下：C：1.90-2.40％、Si：0.50-0.90％、Mn：0.20-0.60％、Cr：16.0-18.0％、S：≤0.06％、P：≤0.08％、Ni：10-12％、Mo：2.0％，余量为Fe。
优选地，所述步骤S1中，熔炼温度为1520-1540℃。
优选地，所述步骤S2中，铝锭在铁液中的添加量为0.3-0.5kg/t。
优选地，所述步骤S2中，浇注温度为1450℃-1520℃。
一种耐酸强韧高抗磨铸球，由所述的制备方法制得。
本发明的有益效果如下：
本发明铸球的化学成分具有高Cr、高Ni以及含一定量Mo的特点，其中Cr可以固溶于基体中，具有很好的强化铁素体的作用，能有效提高铁素体组织的硬度、韧性以及耐磨性；Ni可以提高球墨铸铁材料的致密度，从而改善材料的耐腐蚀性；适量的Mo能够溶入铁素体基体组织，形成稳定的碳化物Fe3Mo3C，提高基体组织的耐腐蚀性，又能细化晶粒，增加石墨球数，从而提高材料的力学性能。在高Cr、高Ni的条件下，本发明的热处理工艺通过采用500-510℃、780-790℃、940-950℃、1015-1030℃四段升温退火以及260-280℃回火的工艺，能够更好地优化铁素体基体组织的均匀性和强韧性，同时消除应力，从而提高材料的力学性能以及耐酸腐蚀性。
通过化学成分的选择以及热处理工艺的优化相配合，使本发明制得的铸球不仅具有高硬度、高耐磨性的优点，而且耐酸腐蚀性强，能够适应在强酸耐腐蚀环境下使用，具有良好的经济效益。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在熔炼炉中依次加入废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硅铁、镍铁、钼铁，在1520-1540℃进行熔炼，得到铁液；
S2、在出炉前向铁液中加入0.3kg/t的铝锭进行脱氧，然后将铁液转入中转包，扒渣后倒入浇注包，在1450℃下进行浇注，冷却后得到铸坯；
S3、将所述铸坯升温至500℃保温2h，然后升温至780℃保温2h，再升温至940℃保温2h，再升温至1015℃保温2h，用淬火油淬火10min，最后在260℃保温6h进行回火处理，得到耐酸强韧高抗磨铸球。
其中，按重量百分比计，所述铸球的化学成分如下：C：1.90％、Si：0.50％、Mn：0.20％、Cr：16.0％、S：0.04％、P：0.05％、Ni：10％、Mo：2.0％，余量为Fe。
实施例2
一种耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在熔炼炉中依次加入废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硅铁、镍铁、钼铁，在1530℃进行熔炼，得到铁液；
S2、在出炉前向铁液中加入0.4kg/t的铝锭进行脱氧，然后将铁液转入中转包，扒渣后倒入浇注包，在1500℃下进行浇注，冷却后得到铸坯；
S3、将所述铸坯升温至500℃保温2h，然后升温至780℃保温2h，再升温至950℃保温3h，再升温至1030℃保温3h，用淬火油淬火12min，最后在275℃保温7h进行回火处理，得到耐酸强韧高抗磨铸球。
其中，按重量百分比计，所述铸球的化学成分如下：C：2.00％、Si：0.60％、Mn：0.40％、Cr：16.5％、S：0.04％、P：0.04％、Ni：11.5％、Mo：2.0％，余量为Fe。
实施例3
一种耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在熔炼炉中依次加入废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硅铁、镍铁、钼铁，在1540℃进行熔炼，得到铁液；
S2、在出炉前向铁液中加入0.5kg/t的铝锭进行脱氧，然后将铁液转入中转包，扒渣后倒入浇注包，在1520℃下进行浇注，冷却后得到铸坯；
S3、将所述铸坯升温至510℃保温3h，然后升温至790℃保温3h，再升温至950℃保温3h，再升温至1030℃保温3h，用淬火油淬火15min，最后在280℃保温8h进行回火处理，得到耐酸强韧高抗磨铸球。
其中，按重量百分比计，所述铸球的化学成分如下：C：2.40％、Si：0.90％、Mn：0.60％、Cr：18.0％、S：0.05％、P：0.04％、Ni：12％、Mo：2.0％，余量为Fe。
实施例4
一种耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在熔炼炉中依次加入废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硅铁、镍铁、钼铁，在1520-1540℃进行熔炼，得到铁液；
S2、在出炉前向铁液中加入0.4kg/t的铝锭进行脱氧，然后将铁液转入中转包，扒渣后倒入浇注包，在1510℃下进行浇注，冷却后得到铸坯；
S3、将所述铸坯升温至505℃保温2.5h，然后升温至785℃保温2.5h，再升温至945℃保温2.5h，再升温至1020℃保温2.5h，用淬火油淬火13min，最后在270℃保温7h进行回火处理，得到耐酸强韧高抗磨铸球。
其中，按重量百分比计，所述铸球的化学成分如下：C：2.20％、Si：0.65％、Mn：0.45％、Cr：17.5％、S：0.03％、P：0.04％、Ni：11.5％、Mo：2.0％，余量为Fe。
试验例
将实施例1-4制得的铸球进行性能测试，其中硬度试验按照GB/T 230.1的标准，抗冲击韧性按照GB/T 229的标准，耐腐蚀试验的测试方法为：用98％的硫酸，在30℃条件下测定腐蚀速率。测试结果如表1所示：
表1铸球性能测试结果
由此可见，本发明的铸球具有高硬度、高抗冲击韧性，同时具有优良的耐酸腐蚀性能，能够适应在强酸耐腐蚀矿山环境下使用。
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 (7)
1.一种耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在熔炼炉中依次加入废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硅铁、镍铁、钼铁进行熔炼，得到铁液；
S2、在出炉前向铁液中加入铝锭进行脱氧，然后将铁液转入中转包，扒渣后倒入浇注包进行浇注，冷却后得到铸坯；
S3、将所述铸坯升温至500-510℃保温2-3h，然后升温至780-790℃保温2-3h，再升温至940-950℃保温2-3h，再升温至1015-1030℃保温2-3h，用淬火油淬火10-15min，最后在260-280℃保温6-8h进行回火处理，得到耐酸强韧高抗磨铸球。
2.根据权利要求1所述的耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，将所述铸坯升温至505℃保温2.5h，然后升温至785℃保温2.5h，再升温至945℃保温2.5h，再升温至1020℃保温2.5h，用淬火油淬火13min，最后在270℃保温7h进行回火处理。
3.根据权利要求1所述的耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，其特征在于，按重量百分比计，所述铸球的化学成分如下：C：1.90-2.40％、Si：0.50-0.90％、Mn：0.20-0.60％、Cr：16.0-18.0％、S：≤0.06％、P：≤0.08％、Ni：10-12％、Mo：2.0％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，熔炼温度为1520-1540℃。
5.根据权利要求1所述的耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，铝锭在铁液中的添加量为0.3-0.5kg/t。
6.根据权利要求1所述的耐酸强韧高抗磨铸球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，浇注温度为1450℃-1520℃。
7.一种耐酸强韧高抗磨铸球，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的制备方法制得。
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Denomination of invention: An acid resistant, tough, and high wear resistant cast ball and its preparation method Effective date of registration: 20231018 Granted publication date: 20210924 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Ningguo branch Pledgor: NINGGUO DONGFANG MILLING MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2023980061703 |