CN115287525A - 一种高抗磨铸球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高抗磨铸球制备方法,包括以下步骤:S1、在熔炼炉中依次加入钒钛生铁、废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、稀土硅铁、镍铁、钼铁和废铜,铁液出炉温度1500~1550℃,稀土合金在出炉前5~10min直接加入炉内或浇包内;S2、在出炉前向铁液中加入0.6kg/t的铝锭和覆盖剂,分别起到除氧、造渣及保温的作用,出炉后入包静置,浇注温度为1350~1400℃,冷却后得到铸坯,所有炉料要分析成分,干净、无油腻锈蚀;S3、将铸件在2小时之内由室温升温至920~1060℃之间某一温度,在该温度下保温l‑6h,使其完全奥氏体化。本发明本发明铸球的化学成分具有高Cr、高Ni以及含一定量Mo,并且通过加入了Si、C、S、P、Mo和Cu等元素,提高材料的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域,尤其涉及一种高抗磨铸球及其制备方法。
背景技术
铸球广泛应用于水泥建材、金属矿山、煤浆火电、化学工程、陶瓷涂料、轻工造纸、磁性材料等行业的粉体制备与超细深加工。产品硬度高,磨耗低,韧性好,破碎少,在使用过程中球体表面硬度将进一步提高,耐磨性增强,同时可以提高磨机生产能力,提高水泥比表面积和精矿回收率。
随着工业的发展,现有的铸球普通配方加工得到的铸球的耐磨性、硬度、韧性以及耐腐蚀性已不能满足各行业不同工矿条件球磨机的要求,从而导致铸球的消耗大幅增长,造成了资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题,而提出的一种高抗磨铸球及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种高抗磨铸球制备方法,包括以下步骤:
S1、在熔炼炉中依次加入钒钛生铁、废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、稀土硅铁、镍铁、钼铁和废铜,铁液出炉温度1500~1550℃,稀土合金在出炉前5~10min直接加入炉内或浇包内;
S2、在出炉前向铁液中加入0.6kg/t的铝锭和覆盖剂,分别起到除氧、造渣及保温的作用,出炉后入包静置,浇注温度为1350~1400℃,冷却后得到铸坯,所有炉料要分析成分,干净、无油腻锈蚀;
S3、将铸件在2小时之内由室温升温至920~1060℃之间某一温度,在该温度下保温l-6h,使其完全奥氏体化,然后出炉进行淬火(空冷、油冷、溶液冷却、水冷)冷却,冷却10min后,及时将铸坯升温至350℃回火保温两小时,之后空冷至室温,得到高抗磨铸球;
所述铸球的化学成分如下:C:2.42%、Si:0.59%、Mn:0.60%、Cr:11.46%、S:0.02%、P:0.025%、Ni:11.5%、Mo:1.0%、Cu:1.3%,余量为Fe。
优选地,所述增碳剂选用含氮量低的增碳剂,所述增碳剂可在装料时加入,也可在铁液温度为1400—1450℃时加入。
一种高抗磨铸球,由权利要求1所述的制备方法制得。
本发明具有以下优点:
1、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,铬含量越高,则碳化物含量及基体组织的强度均会相应提高,镍元素降低高铬铸铁奥氏体转变的临界冷却速率,提高材料的淬透性,也可以促进马氏体转变,提高高铬铸铁的硬化性能,还能够扩大奥氏体相区,有利于材料的韧性,锰有提高材料淬透性和强烈稳定奥氏体的作用,并且通过加入了Si、C、S、P、Mo和Cu等元素,提高材料的力学性能;
2、通过将铸件在2小时之内由室温升温至920~1060℃之间某一温度,保温l-6h,使其完全奥氏体化,然后出炉进行淬火(空冷、油冷、溶液冷却、水冷)冷却,高铬铸件淬火后,内部积蓄的内应力高于一般的淬火钢件,且其中大量的残余奥氏体在室温下还在继续发生着马氏体的相变,可能会产生更多的内应力,回火处理可消除马氏体转变在铸件内产生的内应力,从而改善铸件韧性。此外,回火还能适当减少残余奥氏体含量,调整铸件硬度,有利于铸件综合力学性能的提升。
附图说明
图1为本发明提出的一种高抗磨铸球及其制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参照图1,一种高抗磨铸球制备方法,包括以下步骤:
S1、在熔炼炉中依次加入钒钛生铁、废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、稀土硅铁、镍铁、钼铁和废铜,炉中熔炼温度为1550℃,熔炼完全后加入适量铝锭,铁液出炉温度1500~1550℃,稀土合金在出炉前5~10min直接加入炉内或浇包内;
S2、在出炉前向铁液中加入0.6kg/t的铝锭和覆盖剂,分别起到除氧、造渣及保温的作用,出炉后入包静置,浇注温度为1350~1400℃,冷却后得到铸坯,所有炉料要分析成分,干净、无油腻锈蚀;
S3、将铸件在2小时之内由室温升温至920~1060℃之间某一温度,当合金被加热到此温度区间时,碳和铬以二次碳化物的形式从基体中弥散析出,金属基体中碳、铬等合金元素的含量就会降低,奥氏体基体中会发生铬、碳贫化的现象,Ms升高,铸件温度冷却到室温的这个过程中,部分或大多数奥氏体会转变成马氏体,从而提升基体硬度,在该温度下保温l-6h,使其完全奥氏体化,然后出炉进行淬火(空冷、油冷、溶液冷却、水冷)冷却,冷却10min后,及时将铸坯升温至350℃回火保温两小时,之后空冷至室温,得到高抗磨铸球;高铬铸件淬火后,内部积蓄的内应力高于一般的淬火钢件,且其中大量的残余奥氏体在室温下还在继续发生着马氏体的相变,可能会产生更多的内应力,回火处理可消除马氏体转变在铸件内产生的内应力,从而改善铸件韧性,处于亚稳定状态的淬火马氏体组织会加速稳定化。此外,回火还能适当减少残余奥氏体含量,调整铸件硬度,有利于铸件综合力学性能的提升。
铸球的化学成分如下:C:2.42%、Si:0.59%、Mn:0.60%、Cr:11.46%、S:0.02%、P:0.025%、Ni:11.5%、Mo:1.0%、Cu:1.3%,余量为Fe。
增碳剂选用含氮量低的增碳剂,所述增碳剂可在装料时加入,也可在铁液温度为1400—1450℃时加入。
一种高抗磨铸球,由权利要求1所述的制备方法制得。
本发明中,利用增碳剂来调节碳的含量,增碳剂为粉末状的高碳焦炭,炉中熔炼温度为1550℃,熔炼完全后加入适量铝锭,最终得到的高抗磨铸球化学成分如下:C:2.42%、Si:0.59%、Mn:0.60%、Cr:11.46%、S:0.02%、P:0.025%、Ni:11.5%、Mo:1.0%、Cu:1.3%,余量为Fe,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。
碳:碳元素对于耐磨铸铁而言极为重要,碳含量决定了碳化物的体积分数,碳含量越高,则碳化物体积分数越大,材料的硬度提高。
铬:铬含量越高,则碳化物含量及基体组织的强度均会相应提高。
钼:降低奥氏体临界冷却速率,使基体组织的淬透性提高,钼是能有效提高高铬铸铁硬化性元素。
铜:铜能提高高铬铸铁的淬透性,铜和铝的复合加入有推迟奥氏体转变孕育期、提高材料淬透性的效果,比单独加钼或单独加铜效果更好。铜还有助于碳化物的细化,并使碳化物呈现不连续状。
镍:镍元素主要有三个作用,一是降低高铬铸铁奥氏体转变的临界冷却速率,提高材料的淬透性。二是促进马氏体转变,提高高铬铸铁的硬化性能。三是扩大奥氏体相区,有利于材料的韧性。
锰:锰有提高材料淬透性和强烈稳定奥氏体的作用,降低马氏体转变开始温度。
硅:硅主要固溶于金属基体中,在共晶碳化物周边硅有所富集,导致铬的浓度降低,易形成硬而脆的马氏体和微观裂纹并易沿界面扩张,是材料微观剥落的促成因素。
钒:钒在改善高铬铸铁工作性能方面有一定作用,使硬度进一步上升。
以上,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 (3)
1.一种高抗磨铸球制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在熔炼炉中依次加入钒钛生铁、废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、稀土硅铁、镍铁、钼铁和废铜,铁液出炉温度1500~1550℃,稀土合金在出炉前5~10min直接加入炉内或浇包内;
S2、在出炉前向铁液中加入0.6kg/t的铝锭和覆盖剂,分别起到除氧、造渣及保温的作用,出炉后入包静置,浇注温度为1350~1400℃,冷却后得到铸坯,所有炉料要分析成分,干净、无油腻锈蚀;
S3、将铸件在2小时之内由室温升温至920~1060℃之间某一温度,在该温度下保温l-6h,使其完全奥氏体化,然后出炉进行淬火(空冷、油冷、溶液冷却、水冷)冷却,冷却10min后,及时将铸坯升温至350℃回火保温两小时,之后空冷至室温,得到高抗磨铸球;
所述铸球的化学成分如下:C:2.42%、Si:0.59%、Mn:0.60%、Cr:11.46%、S:0.02%、P:0.025%、Ni:11.5%、Mo:1.0%、Cu:1.3%,余量为Fe。
2.如权利要求1所述的一种高抗磨铸球制备方法,其特征在于,所述增碳剂选用含氮量低的增碳剂,所述增碳剂可在装料时加入,也可在铁液温度为1400—1450℃时加入。
3.一种高抗磨铸球,其特征在于,由权利要求1所述的制备方法制得。
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