CN113528982A - 一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法 - Google Patents

一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法，按照质量分数包括如下组分的原料：C：0.01‑0.03%、B：0.03‑0.09%、Mn：0.05‑0.1%、W：0.3‑0.8%、Si：1.5‑3.2%、Ni：0.2‑0.7%、Cr：15.3‑25.4%、Mo：0.1‑0.2%、V：0.5‑0.8%、Nb：0.3‑0.7%、Ca：0.03‑0.07%、Zr：0.006‑0.03%、Cu：0.01‑0.05%、Zn：0.01‑0.06%、S<0.02%、W：0.3‑0.8%、Y：0.01‑0.05%、P<0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质，制备原理简单，制备得到的钢球硬度高，抗压强度和抗屈服强度高，韧性和延伸率高，破碎率低，耐磨效果是普通耐磨球的十倍以上，具有十分显著的经济效益。

Description

一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨球技术领域，具体是一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法。
背景技术
球磨机是水泥、电力、选矿、建材等行业中广泛应用的粉磨设备，耐磨球作为球磨机中的粉碎介质，用于粉碎球磨机中的物料，其广泛用于水泥、电力、选矿、建材等行业。近年来，随着我国工业的迅速发展，耐磨球的消耗量很大。因此提高耐磨球硬度，改善其性能，降低其磨耗，提高其使用寿命，将会产生很大的经济效益，因此，需要一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高硬度耐磨型钢丸，按照质量分数包括如下组分的原料：C：0.01-0.03%、B：0.03-0.09%、Mn：0.05-0.1%、W：0.3-0.8%、Si：1.5-3.2%、Ni：0.2-0.7%、Cr：15.3-25.4%、Mo：0.1-0.2%、V：0.5-0.8%、Nb：0.3-0.7%、Ca：0.03-0.07%、Zr：0.006-0.03%、Cu：0.01-0.05%、Zn：0.01-0.06%、S<0.02%、W：0.3-0.8%、Y：0.01-0.05%、P<0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，包括以下步骤：
S1：将废钢加入到中频感应炉中，加热保温后再加入稀土合金、钒铁合金、铌铁合金和钨铁合金，经脱氧、扒渣、浇注，得到耐磨球坯体；
S2：将得到的耐磨球坯依次经过正火、淬火和高温回火处理，得到耐磨球基体；
S3：将S2中得到的耐磨球基体用砂纸打磨再用丙酮和乙醇清洗，得到清洗耐磨球；
S4：将10-25份钛粉和15-30份石墨粉放入球磨机中混合均匀得到熔覆粉末，将熔覆粉末与粘接剂混合成糊状后均匀涂敷在得到的清洗耐磨球的表面，然后放入电炉中，随炉冷却至室温后得到预处理球；
S5：将S4中的预处理球经低温回火后得到高硬度耐磨钢丸。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中的加热温度为1500-2000℃，保温时间为30-60min。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中的正火处理是将温度升至1050-1130℃，保温30-60min，空冷至室温。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中的淬火处理是将温度升至900-950℃，保温20-50min，水冷至室温。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中的高温回火处理是将温度升至600-800℃，保温120-180min，水冷至室温。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S4中清洗耐磨球表面的熔覆粉末与粘接剂混合物的厚度为1-4mm。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S4中电炉的温度设置为150-200℃，保温1.5-3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种高硬度耐磨型钢丸及其制备方法，制备原理简单，制备得到的钢球硬度高，抗压强度和抗屈服强度高，韧性和延伸率高，破碎率低，耐磨效果是普通耐磨球的十倍以上，具有十分显著的经济效益。
具体实施方式
下面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。
实施例一：
一种高硬度耐磨型钢丸，按照质量分数包括如下组分的原料：C：0.03%、B：0.09%、Mn：0.1%、W：0.8%、Si：3.2%、Ni：0.7%、Cr：25.4%、Mo：0.2%、V：0.8%、Nb：0.7%、Ca：0.07%、Zr：0.03%、Cu：0.05%、Zn：0.06%、S<0.02%、W：0.8%、Y：0.05%、P<0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，包括以下步骤：
S1：将废钢加入到中频感应炉中，加热保温后再加入稀土合金、钒铁合金、铌铁合金和钨铁合金，经脱氧、扒渣、浇注，得到耐磨球坯体；
S2：将得到的耐磨球坯依次经过正火、淬火和高温回火处理，得到耐磨球基体；
S3：将S2中得到的耐磨球基体用砂纸打磨再用丙酮和乙醇清洗，得到清洗耐磨球；
S4：将25份钛粉和30份石墨粉放入球磨机中混合均匀得到熔覆粉末，将熔覆粉末与粘接剂混合成糊状后均匀涂敷在得到的清洗耐磨球的表面，然后放入电炉中，随炉冷却至室温后得到预处理球；
S5：将S4中的预处理球经低温回火后得到高硬度耐磨钢丸。
上述S1中的加热温度为2000℃，保温时间为60min，S2中的正火处理是将温度升至1130℃，保温60min，空冷至室温，S2中的淬火处理是将温度升至950℃，保温50min，水冷至室温，S2中的高温回火处理是将温度升至800℃，保温180min，水冷至室温，S4中清洗耐磨球表面的熔覆粉末与粘接剂混合物的厚度为4mm，S4中电炉的温度设置为200℃，保温3h。
实施例二：
一种高硬度耐磨型钢丸，按照质量分数包括如下组分的原料：C：0.01%、B：0.03%、Mn：0.05%、W：0.3%、Si：1.5%、Ni：0.2%、Cr：15.3%、Mo：0.1%、V：0.5%、Nb：0.3%、Ca：0.03%、Zr：0.006%、Cu：0.01%、Zn：0.01%、S<0.02%、W：0.3%、Y：0.01%、P<0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，包括以下步骤：
S1：将废钢加入到中频感应炉中，加热保温后再加入稀土合金、钒铁合金、铌铁合金和钨铁合金，经脱氧、扒渣、浇注，得到耐磨球坯体；
S2：将得到的耐磨球坯依次经过正火、淬火和高温回火处理，得到耐磨球基体；
S3：将S2中得到的耐磨球基体用砂纸打磨再用丙酮和乙醇清洗，得到清洗耐磨球；
S4：将10份钛粉和15份石墨粉放入球磨机中混合均匀得到熔覆粉末，将熔覆粉末与粘接剂混合成糊状后均匀涂敷在得到的清洗耐磨球的表面，然后放入电炉中，随炉冷却至室温后得到预处理球；
S5：将S4中的预处理球经低温回火后得到高硬度耐磨钢丸。
上述S1中的加热温度为1500℃，保温时间为30min，S2中的正火处理是将温度升至1050℃，保温30min，空冷至室温，S2中的淬火处理是将温度升至900℃，保温20min，水冷至室温，S2中的高温回火处理是将温度升至600℃，保温120min，水冷至室温，S4中清洗耐磨球表面的熔覆粉末与粘接剂混合物的厚度为1mm，S4中电炉的温度设置为150℃，保温1.5h。
实施例三：
一种高硬度耐磨型钢丸，按照质量分数包括如下组分的原料：C：0.02%、B：0.06%、Mn：0.08%、W：0.5%、Si：2.5%、Ni：0.2%、Cr：20.3%、Mo：0.15%、V：0.6%、Nb：0.5%、Ca：0.05%、Zr：0.02%、Cu：0.03%、Zn：0.04%、S<0.02%、W：0.6%、Y：0.03%、P<0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，包括以下步骤：
S1：将废钢加入到中频感应炉中，加热保温后再加入稀土合金、钒铁合金、铌铁合金和钨铁合金，经脱氧、扒渣、浇注，得到耐磨球坯体；
S2：将得到的耐磨球坯依次经过正火、淬火和高温回火处理，得到耐磨球基体；
S3：将S2中得到的耐磨球基体用砂纸打磨再用丙酮和乙醇清洗，得到清洗耐磨球；
S4：将20份钛粉和25份石墨粉放入球磨机中混合均匀得到熔覆粉末，将熔覆粉末与粘接剂混合成糊状后均匀涂敷在得到的清洗耐磨球的表面，然后放入电炉中，随炉冷却至室温后得到预处理球；
S5：将S4中的预处理球经低温回火后得到高硬度耐磨钢丸。
上述S1中的加热温度为1800℃，保温时间为50min，S2中的正火处理是将温度升至1090℃，保温50min，空冷至室温，S2中的淬火处理是将温度升至925℃，保温35min，水冷至室温，S2中的高温回火处理是将温度升至700℃，保温150min，水冷至室温，S4中清洗耐磨球表面的熔覆粉末与粘接剂混合物的厚度为3mm，S4中电炉的温度设置为180℃，保温2h。
对制得的耐磨钢球的硬度、抗拉伸强度、延伸率和韧性进行检测，检测结果如下：
硬度/HRC 拉伸强度/MPa 延伸率/% 韧性J/cm<sup>-2</sup>
实施例一 68 720 9.6 8.6
实施例二 65 700 9.3 8.2
实施例三 66 713 9.5 8.4
由检测结果可知，本发明制备得到的耐磨钢球，具有高硬度、高拉伸强度、高延伸率和高韧性等特点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (8)

1.一种高硬度耐磨型钢丸，其特征在于，按照质量分数包括如下组分的原料：C：0.01-0.03%、B：0.03-0.09%、Mn：0.05-0.1%、W：0.3-0.8%、Si：1.5-3.2%、Ni：0.2-0.7%、Cr：15.3-25.4%、Mo：0.1-0.2%、V：0.5-0.8%、Nb：0.3-0.7%、Ca：0.03-0.07%、Zr：0.006-0.03%、Cu：0.01-0.05%、Zn：0.01-0.06%、S<0.02%、W：0.3-0.8%、Y：0.01-0.05%、P<0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将废钢加入到中频感应炉中，加热保温后再加入稀土合金、钒铁合金、铌铁合金和钨铁合金，经脱氧、扒渣、浇注，得到耐磨球坯体；
S2：将得到的耐磨球坯依次经过正火、淬火和高温回火处理，得到耐磨球基体；
S3：将S2中得到的耐磨球基体用砂纸打磨再用丙酮和乙醇清洗，得到清洗耐磨球；
S4：将10-25份钛粉和15-30份石墨粉放入球磨机中混合均匀得到熔覆粉末，将熔覆粉末与粘接剂混合成糊状后均匀涂敷在得到的清洗耐磨球的表面，然后放入电炉中，随炉冷却至室温后得到预处理球；
S5：将S4中的预处理球经低温回火后得到高硬度耐磨钢丸。
3.根据权利要求2所述的一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的加热温度为1500-2000℃，保温时间为30-60min。
4.根据权利要求3所述的一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的正火处理是将温度升至1050-1130℃，保温30-60min，空冷至室温。
5.根据权利要求4所述的一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的淬火处理是将温度升至900-950℃，保温20-50min，水冷至室温。
6.根据权利要求5所述的一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的高温回火处理是将温度升至600-800℃，保温120-180min，水冷至室温。
7.根据权利要求6所述的一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中清洗耐磨球表面的熔覆粉末与粘接剂混合物的厚度为1-4mm。
8.根据权利要求7所述的一种高硬度耐磨型钢丸的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中电炉的温度设置为150-200℃，保温1.5-3h。
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US20160153078A1 (en) * 2014-05-16 2016-06-02 Roman Radon Hypereutectic white iron alloys comprising chromium and nitrogen and articles made therefrom
CN106811673A (zh) * 2016-12-27 2017-06-09 芜湖锐华暖通科技有限公司 一种耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球及其制备方法
CN106834922A (zh) * 2016-12-27 2017-06-13 芜湖锐华暖通科技有限公司 一种球磨机用镀层耐磨球及其制备方法
CN106868417A (zh) * 2016-12-27 2017-06-20 芜湖锐华暖通科技有限公司 一种高硬度低磨耗耐磨球及其制备方法

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