CN1150977A - 一种高铬铸铁磨球及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用作粉磨介质的高铬铸铁磨球及生产方法。其化学成分及含量如下:C:2.0~3.0,Mn:≤1.50,Cr:11.0~16.0,Si:≤1.50,Cu:≤1.50,Re:0.06~0.10,P:≤0.1,S:≤0.1其余为Fe。它采用水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造,热处理工艺采用中温正火和低温回火热处理,使之获得屈氏体基体组织,与砂型铸造高温淬火马氏体高铬球相比,节省了贵重元系Mo,提高了铸球的冶金质量及铁水利用率和产品合格率,减少热处理费用。
Description
本发明涉及一种在冶金、矿山、电力和化工等工业领域用作粉磨介质的高铬铸铁磨球,及生产方法。
目前使用的高铬铸铁磨球及生方法存在以下缺点:
(1)成分中含有贵重元素Mo,成本高;
(2)采用砂型铸造工艺复杂,时间长;
(3)高温淬火,热处理费用高,冶金质量低。
本发明的目的就是要提供一种成本低,耐磨性好的高铬铸铁磨球以及该磨球的生产方法。
本发明所述的高铬铸铁磨球,一其化学成分如下:(重量百分比%)
C:2.0~3.0
Mn:≤1.50
Cr:11.0~16.0
Si:≤1.50
Cu:≤1.50
Re:0.06~0.10
P:≤0.1
S:≤0.1
其余为Fe。
其中:
①碳含量是影响合金性能的关键元素之一,本发明确认,增加碳含量可提高合金的耐磨性,但是随碳含量的增加合金的韧性降低,因此在碳含量的选择上须慎重。我们控制在2.0~3.0%。
②铬,铬是本发明合金的重要元素之一,当Cr>11.0%,并适当控制Cr/C比,可保证碳化物晶格类型由M3C型转变为M7C3型。M7C3型碳化物,硬度高(HV=1100~1300)呈断网状分布于基体上,它不但大大地提高了合金的抗磨能力,而且还使合金具有较好的韧性。
铬是一种较昂贵的元素,铬太高不经济,但是铬太低不能保证得到M7C3型碳化物,影响合金的耐磨性和韧性,将铬含量控制在11.0~16.0%,Cr/C比控制在大于5较为合适。
③硅,硅对改善碳化物的形态有利,但硅使珠光体细化,一般硅量控制在1.5%以下。
④锰,设计一定量的Mn,是为脱氧和去硫,一般锰量控制在1.5%以下。
⑤铜,本发明加入一定量的铜,目的在于进一步改善碳化物形态和分布,铜的价格较贵,不益多加故将其控制在1.5%以下。
⑥稀土,加一定量的稀土硅铁,目的是对合金进行变质处理,以改变碳化物的形态的分布,细化晶粒,净化晶界。稀土含量控制在0.06~0.10%为佳。
⑦磷、硫,磷、硫是有害元素,在原材料允许条件下,磷、硫越低越好。本设计要求P、S≤0.1%。
二、其铸造工艺:采用水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造。
水玻璃砂的配比为(重量百分比):
天然石英砂(50~100目):100%
水玻璃[M=2.2~2.6,比重:46~52(波美度)]:5~7%(外加)首模浇注采用CO2硬化,随后浇注采用模具余热自行硬化。
三、热处理工艺:采用中温正火和低温回火热处理,使之获得屈氏体基体组织,热处理工艺为:装炉温度:小于300℃,正火:860~900℃,保温3~4小时,空冷,回火:260℃保温3~5小时,空冷。
热处理后机械性能为:硬度≥HRC50,αk:2~5J。
本发明突破传统高铬球由砂型铸造,然后经高温淬火获得马氏体基体组织的制球工艺,而采用金属型铸造,不需高温淬火,只需中温正火和低温回火后使用,获得基体组织为屈氏体的高铬铸球。
与砂型铸造淬火马氏体高铬球相比,由于节省了贵重元素Mo,提高了铸球的冶金质量及铁水利用率和产品合格率,减少了热处理费用,因而具有生产成本低,应用范围广,对高锰钢衬板不加大磨损等优势。
本发明所述的高铬球适用于冶金、矿山、电力、化工等工业领域用作粉磨介质磨球。在水泥干法球磨机粉磨525#水泥,吨水泥球耗为30~60克。破碎率小于1%。
实施例1
用于Φ2.2M水泥干法磨粉磨525#水泥的磨球。
冶炼的化学成份及加入量按下例配比(重量百分比),加入铁水中:
C:2.6 Mn:1.0 Cr:14 Si:0.8 Cu:0.8
Re:0.06 P:0.06 S:0.06
用Re-Si(包头1号)作变质处理,加入量为金属液量的0.5%。
此铸铁液在0.5吨酸性中频感应炉内熔炼,在1350~1400℃温度下浇入保温冒口金属模内。
铸球经以下热处理。
正火:870℃,保温3小时,空冷
回火:260℃,保温4小时,空冷
经测试机械性能如下:
HRC=52 αk=3.62J/cm2
金相组织为,碳化物+二次碳化物+屈化体
实施例2
用于Φ3.5M电厂煤磨机磨球。
用与实施例1相同的方法冶炼,铸造和热处理,化学成份及加入量按下例配比(重量百分比)加入铁水中:
C:2.8 Mn:1.0 Cr:14 Si:0.8 Re:0.06
P:0.06 S:0.06
经测试机械性能如下:
HRC=54 αk=2.46J
金相组织:碳化物+二次碳化物+屈化体
Claims (2)
1.一种高铬铸铁磨球,其特征在于:其材质化学成份及含量如下(重量百分比%):
C:2.0~3.0
Mn:≤1.50
Cr:11.0~16.0
Si:≤1.50
Cu:≤1.50
Re:0.06~0.10
P:≤0.1
S:≤0.1
其余为Fe。
2.一种高铬铸铁磨球的生产方法,其特征在于:(1)采用水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造,水玻璃砂的配比为:天然石英砂50~100目的为100%,M=2.2~2.6,比重为46~52波美度的水玻璃5~7%,首模浇注采用CO2硬化,随后浇注采用模具余热自行硬化;(2)采用中温正火和低温回火热处理,装炉温度:<300℃,正火:860~900℃,保温3~4小时,空冷,回火:260℃保温3~5小时,空冷。
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- 1995-11-17 CN CN 95118511 patent/CN1150977A/zh active Pending
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