CN115354208A - 一种高铬合金复合耐磨钢球 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高铬合金复合耐磨钢球，是通过下述方法制备而成：将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.0‑3.0％C，0.4‑1.0％Si，17‑21％Cr，0.5‑1.0％Mn，0.4‑0.8％B，0.1‑0.3％Mo，0.5‑1.0％Cu，0.05‑0.2％Ni，0.05‑0.1％Al，S<0.05％，P<0.05％，余量为Fe；当铁水温度降至1530‑1560℃时出炉，出炉时将孕育剂加入铁水进行孕育处理，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；将浇铸液倒入模具中，浇铸形成球形铸件，经淬火和回火处理后，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。本发明提出的一种高铬合金复合耐磨钢球，通过对所述耐磨钢球的组成进行有效设计，使得所述耐磨钢球具有优异耐磨性的同时，还具有高强韧性，从而进一步延长了所述耐磨钢球的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高铬磨球生产技术领域，尤其涉及一种高铬合金复合耐磨钢球。
背景技术
目前，球磨机是众多工业领域(例如，采矿、冶金、煤炭、建材、化工、电力等)中粉碎固体物料的主要设备。钢球作为球磨机中的重要研磨部件，其性能的优劣将直接决定粉料的质量及球磨效率。据统计，我国每年因钢球损耗而造成的经济损失超过千亿元，因此，对磨球的性能提出了更高要求。
目前，高铬合金耐磨钢球作为性能优良的抗磨材料，日益受到人们的重视，近年来，它的应用范围不断扩大，广泛应用于冶金、矿山、建材、电力、交通、机械等领域，并且产品品种逐年增加，从几百克的磨球到大型复杂铸件，已经成功地应用于工业生产并取得良好的经济效益。
但是国内高铬耐磨钢球的研制工作起步于20世纪70年代末期，许多单位生产的高铬耐磨钢球在使用过程中开裂现象极为严重，给用户造成了几万乃至几十万的损失，这给高铬耐磨钢球的推广使用造成了困难。直到1984年高铬耐磨钢球在生产制造方面基本上停留在手工操作阶段，不能形成批量生产能力，生产质量也不稳定。近年来随着高铬合金铸铁理论研究的不断进步，高铬耐磨钢球在水泥和选矿等行业不断得到发展和推广。国内广泛使用高铬耐磨钢球虽然具有良好的抗磨特性，但强度和韧性仍需提高，且生产成本较高。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种高铬合金复合耐磨钢球，通过对所述耐磨钢球的组成进行有效设计，使得所述耐磨钢球具有优异耐磨性的同时，还具有高强韧性，从而进一步延长了所述耐磨钢球的使用寿命。
本发明提出的一种高铬合金复合耐磨钢球，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.0-3.0％C，0.4-1.0％Si，17-21％Cr，0.5-1.0％Mn，0.4-0.8％B，0.1-0.3％Mo，0.5-1.0％Cu，0.05-0.2％Ni，0.05-0.1％Al，S<0.05％，P<0.05％，余量为Fe；
(2)当铁水温度降至1530-1560℃时出炉，出炉时将孕育剂加入铁水进行孕育处理，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，浇铸形成球形铸件，经淬火和回火处理后，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
本发明中，通过对铁水组成中C、Si、Cr、Mn、B、Mo、Cu、Ni、Al等合金元素有效设计，使所得耐磨钢球具有极高强硬度和耐磨性的同时，还获得了良好的冲击韧性：
C和Cr是高铬耐磨钢球中两种重要的合金元素，C和Cr有助于增加碳化物数量，这将使耐磨性能提高而韧性降低，但是Cr7C3型碳化物呈六角形杆状及板条状分布在基体中，连续程度大为降低，碳化物对基体的破坏作用大大减小，因此其对于韧性的降低程度最小；因此为了使得所述耐磨钢球获得适宜耐磨和强韧性，本发明中C含量限定在2.0-3.0％之间，Cr含量限定在17-21％之间；
Si是强化铁素体的元素，适当的硅含量可提高铸造性能，因此本发明中Si含量限定在0.4-1.0％之间；
Mn是扩大奥氏体区，又形成合金碳化物，提高淬透性，有除硫作用的元素，但在高铬耐磨钢球中，随着含锰量增加，淬火后基体组织中残余奥氏体量增多，硬度有所下降，组织变粗，冲击韧性变差，耐磨性降低，因此，本发明中Mn含量限定在0.5-1.0％之间；
B的加入使碳化物变得细小且呈孤立的团状分布，提高了冲击韧性，但是硼含量过高却会使得碳化物变得粗大而降低了韧性，因此，本发明中B含量限定在0.4-0.8％之间。
Mo、Cu、Ni均是能够提升高铬耐磨钢球的材料淬透性的元素，当趋于一定值后，空冷就可以让基体获得充分硬化，可操作性强，因此，本发明中Mo、Cu、Ni含量分别限定在0.1-0.3％、0.5-1.0％、0.05-0.2％之间；
Al是有效改善高铬耐磨钢球抗氧化性的元素，因此，本发明中Al含量限定在0.05-0.1％之间。
优选地，所述铁水的化学组成中，Cr和B的质量比为28-38:1。
本发明中，在高铬耐磨钢球中，Cr和B会形成硼铬化物CrB、Cr2B的硬质相，并沉淀分布在基体中，虽然硬质相的增多对高铬耐磨钢球的硬度和耐磨性有益，但是却可能造成韧性的大幅下降，因此本发明中控制Cr和B的质量比为30-36:1，可以在较多形成CrB、Cr2B硬质相的同时，保持所得耐磨钢球较高的韧性。
优选地，所述铁水的化学组成中，Mo、Cu和Ni的重量比为1:3-5:0.4-1。
本发明中，在高铬耐磨钢球中，Mo可固溶于碳化物，并和碳发生反应，生成Mo2C类的化合物，钼的碳化物即Mo2C是六方晶格结构，其显微硬度很高，因此对应提升所述耐磨钢球的耐磨性具有显著的效果，但是较多Mo的增加却大幅增加成本，因此通过控制加入一定量的Cu和Ni，并控制Mo、Cu和Ni的重量比为1:3-4:0.5-1，将可以和Mo形成复配，在保证具有耐磨增强的同时，降低Mo的使用量。
优选地，步骤(1)中，所述熔炼的温度为1700-1750℃。
优选地，步骤(2)中，所述孕育剂为75SiFe孕育剂；
优选地，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.2-0.4wt％。
优选地，步骤(3)中，所述浇铸温度为1450-1500℃。
优选地，步骤(3)中，所述淬火温度为950-1000℃，保温2-4h后空冷淬火。
优选地，步骤(3)中，所述回火温度为220-280℃，保温3-6h。
优选地，步骤(3)中，经淬火和回火处理后还包括将所述球形铸件进行表面打磨。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过对高铬耐磨钢球的组分进行合理选择，并采用适当的步骤进行制备，显著提高了所得耐磨钢球的耐磨性和韧性，优化产品质量同时，取得了良好的经济效益。
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，但是应该明确，提出这些实施例用于举例说明，但并不解释为限制本发明的范围。
实施例1
一种高铬合金复合耐磨钢球，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中，1720℃下熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.62％C，0.74％Si，18.83％Cr，0.72％Mn，0.58％B，0.17％Mo，0.75％Cu，0.11％Ni，0.076％Al，0.022％S，0.031％P，余量为Fe，其中Cr和B的质量比为32.5:1，Mo、Cu和Ni的重量比为1:4.4:0.65；
(2)当铁水温度降至1540℃时出炉，出炉时将75SiFe孕育剂加入铁水进行孕育处理，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.3wt％，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，1480℃下浇铸形成球形铸件，再加热至980℃，保温3h后空冷，260℃下回火保温5h，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
实施例2
一种高铬合金复合耐磨钢球，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中，1750℃下熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.96％C，0.45％Si，20.86％Cr，0.52％Mn，0.73％B，0.15％Mo，0.76％Cu，0.075％Ni，0.093％Al，0.042％S，0.045％P，余量为Fe，其中Cr和B的质量比为28.6:1，Mo、Cu和Ni的重量比为1:5.0:0.5；
(2)当铁水温度降至1560℃时出炉，出炉时将75SiFe孕育剂加入铁水进行孕育处理，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.2wt％，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，1500℃下浇铸形成球形铸件，再加热至950℃，保温4h后空冷，220℃下回火保温6h，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
实施例3
一种高铬合金复合耐磨钢球，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中，1700℃下熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.02％C，0.97％Si，17.45％Cr，0.94％Mn，0.46％B，0.24％Mo，0.81％Cu，0.13％Ni，0.055％Al，0.027％S，0.043％P，余量为Fe，其中Cr和B的质量比为37.9:1，Mo、Cu和Ni的重量比为1:3.4:0.54；
(2)当铁水温度降至1530℃时出炉，出炉时将75SiFe孕育剂加入铁水进行孕育处理，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.4wt％，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，1450℃下浇铸形成球形铸件，再加热至1000℃，保温2h后空冷，280℃下回火保温3h，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
实施例4
一种高铬合金复合耐磨钢球，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中，1730℃下熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.51％C，0.68％Si，19.05％Cr，0.77％Mn，0.62％B，0.21％Mo，0.76％Cu，0.095％Ni，0.075％Al，0.025％S，0.037％P，余量为Fe，其中Cr和B的质量比为30.7:1，Mo、Cu和Ni的重量比为1:3.6:0.45；
(2)当铁水温度降至1550℃时出炉，出炉时将75SiFe孕育剂加入铁水进行孕育处理，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.3wt％，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，1460℃下浇铸形成球形铸件，再加热至970℃，保温3h后空冷，250℃下回火保温4h，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
对比例1
一种高铬合金复合耐磨钢球，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中，1720℃下熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.61％C，0.75％Si，18.94％Cr，0.73％Mn，0.54％B，0.22％Mo，0.54％Cu，0.07％Ni，0.074％Al，0.021％S，0.034％P，余量为Fe，其中Cr和B的质量比为35.1:1，Mo、Cu和Ni的重量比为1:2.4:0.32；
(2)当铁水温度降至1540℃时出炉，出炉时将75SiFe孕育剂加入铁水进行孕育处理，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.3wt％，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，1480℃下浇铸形成球形铸件，再加热至980℃，保温3h后空冷，260℃下回火保温5h，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
对比例2
一种高铬合金复合耐磨钢球，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中，1720℃下熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.54％C，0.70％Si，17.21％Cr，0.75％Mn，0.76％B，0.18％Mo，0.73％Cu，0.12％Ni，0.075％Al，0.025％S，0.038％P，余量为Fe，其中Cr和B的质量比为22.6:1，Mo、Cu和Ni的重量比为1:4.0:0.67；
(2)当铁水温度降至1540℃时出炉，出炉时将75SiFe孕育剂加入铁水进行孕育处理，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.3wt％，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，1480℃下浇铸形成球形铸件，再加热至980℃，保温3h后空冷，260℃下回火保温5h，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
将实施例和对比例所述耐磨钢球进行性能测试，结果如下表1所示：
表1实施例和对比例所述耐磨钢球的性能结果
| 硬度/HRC | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 冲击韧性/J/cm<sup>2</sup> | |
| 实施例1 | 65.5 | 1934 | 1521 | 14.5 |
| 实施例2 | 64.7 | 1893 | 1487 | 15.6 |
| 实施例3 | 64.2 | 1902 | 1492 | 14.3 |
| 实施例4 | 65.0 | 1945 | 1507 | 15.7 |
| 对比例1 | 61.8 | 1786 | 1345 | 7.2 |
| 对比例2 | 60.2 | 1703 | 1283 | 8.7 |
由上表结果可知，实施例中所述耐磨钢球的硬度抗拉强度、屈服强度、冲击韧性都要优于对比例，可见，本申请通过对高铬耐磨钢球的组分进行合理选择，并采用适当的步骤进行制备，显著提高了所得耐磨钢球的耐磨性和韧性，
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 (9)
1.一种高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，其是通过下述方法制备而成：
(1)将普通废钢、增碳剂、铬铁、锰铁、硼铁、钼铁、硅铁、铜板、金属镍和金属铝加入熔炼炉中熔炼成铁水，所述铁水的化学组成及质量分数控制为：2.0-3.0％C，0.4-1.0％Si，17-21％Cr，0.5-1.0％Mn，0.4-0.8％B，0.1-0.3％Mo，0.5-1.0％Cu，0.05-0.2％Ni，0.05-0.1％Al，S<0.05％，P<0.05％，余量为Fe；
(2)当铁水温度降至1530-1560℃时出炉，出炉时将孕育剂加入铁水进行孕育处理，经静置和扒渣处理后，得到浇铸液；
(3)将浇铸液倒入模具中，浇铸形成球形铸件，经淬火和回火处理后，即得到所述高铬合金复合耐磨钢球。
2.根据权利要求1所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，所述铁水的化学组成中，Cr和B的质量比为28-38:1。
3.根据权利要求1或2所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，所述铁水的化学组成中，Mo、Cu和Ni的重量比为1:3-5:0.4-1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，步骤(1)中，所述熔炼的温度为1700-1750℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，步骤(2)中，所述孕育剂为75SiFe孕育剂；
优选地，所述孕育剂的加入量是铁水质量的0.2-0.4wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，步骤(3)中，所述浇铸温度为1450-1500℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，步骤(3)中，所述淬火温度为950-1000℃，保温2-4h后空冷淬火。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，步骤(3)中，所述回火温度为220-280℃，保温3-6h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的高铬合金复合耐磨钢球，其特征在于，步骤(3)中，经淬火和回火处理后还包括将所述球形铸件进行表面打磨。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1126961A (zh) * | 1993-05-21 | 1996-07-17 | 沃曼国际有限公司 | 显微结构细化的多相铸件 |
| KR960041392A (ko) * | 1995-05-29 | 1996-12-19 | 유상부 | 내마모성이 우수한 콘크리트 펌프카의 밸브용 철기합금 |
| US20040258554A1 (en) * | 2002-01-09 | 2004-12-23 | Roman Radon | High-chromium nitrogen containing castable alloy |
| CN101503013A (zh) * | 2009-03-11 | 2009-08-12 | 湖南欧克新材料有限公司 | 一种高铬铸铁复合耐磨材料及生产工艺 |
| CN101613826A (zh) * | 2009-07-11 | 2009-12-30 | 祁阳宇晖机电实业有限公司 | 制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁 |
| CN103436773A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-12-11 | 北京工业大学 | 一种耐磨高铬铸铁制备方法 |
| 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 |
| CN113637889A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-12 | 安徽瑞泰新材料科技有限公司 | 一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法 |
| CN113881890A (zh) * | 2021-08-24 | 2022-01-04 | 安徽新马铸造科技有限公司 | 一种高韧耐磨钢球及其铸造工艺 |
| CN113897541A (zh) * | 2021-08-24 | 2022-01-07 | 安徽新马铸造科技有限公司 | 一种高铬耐磨钢球及其铸造工艺 |
| CN113897537A (zh) * | 2021-08-24 | 2022-01-07 | 安徽新马铸造科技有限公司 | 一种高使用寿命的耐磨钢球及其铸造工艺 |
-
2022
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1126961A (zh) * | 1993-05-21 | 1996-07-17 | 沃曼国际有限公司 | 显微结构细化的多相铸件 |
| KR960041392A (ko) * | 1995-05-29 | 1996-12-19 | 유상부 | 내마모성이 우수한 콘크리트 펌프카의 밸브용 철기합금 |
| US20040258554A1 (en) * | 2002-01-09 | 2004-12-23 | Roman Radon | High-chromium nitrogen containing castable alloy |
| CN101503013A (zh) * | 2009-03-11 | 2009-08-12 | 湖南欧克新材料有限公司 | 一种高铬铸铁复合耐磨材料及生产工艺 |
| CN101613826A (zh) * | 2009-07-11 | 2009-12-30 | 祁阳宇晖机电实业有限公司 | 制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁 |
| CN103436773A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-12-11 | 北京工业大学 | 一种耐磨高铬铸铁制备方法 |
| 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 |
| CN113637889A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-12 | 安徽瑞泰新材料科技有限公司 | 一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法 |
| CN113881890A (zh) * | 2021-08-24 | 2022-01-04 | 安徽新马铸造科技有限公司 | 一种高韧耐磨钢球及其铸造工艺 |
| CN113897541A (zh) * | 2021-08-24 | 2022-01-07 | 安徽新马铸造科技有限公司 | 一种高铬耐磨钢球及其铸造工艺 |
| CN113897537A (zh) * | 2021-08-24 | 2022-01-07 | 安徽新马铸造科技有限公司 | 一种高使用寿命的耐磨钢球及其铸造工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HAVVA KAZDAL ZEYTIN、HAKAN YILDIRIM等: "Effect of Boron and Heat Treatment on Mechanical Properties of White Cast Iron for Mining Application", JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCH, INTERNATIONAL * |
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Denomination of invention: A high chromium alloy composite wear-resistant steel ball Effective date of registration: 20231214 Granted publication date: 20231031 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Ningguo branch Pledgor: Anhui Xinma Foundry Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980071647 |
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