CN115478205A - 一种低铬多元合金铸球生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低铬多元合金铸球生产工艺，包括以下步骤：S1：选择原料为生铁、废钢、钼铁、铬铁、锰铁、钛铁和稀土硅，原料配比后使得炉内铁水的成分含量控制在C：2.5～3.0wt％，Si：0.4～1.8wt％，Mn：0.8～2.0wt％，Cr：1.2～3.5wt％，Mo：0.5～0.8wt％，Ti：0.1～0.2wt％，P：≤0.1wt％，余量为铁；S2：采用中频感应炉为熔炼设备，采用不氧化法熔炼，且熔化期间使用最大功率。通过向合金铸球的制作工艺中，加入Ti、Mn，使得该合金铸球的硬度高、耐磨、耐高温的特性高，具有较好的韧性，且不仅可以提高该合金铸球的声场效率，同时可以降低生产成本，节约能耗，具有极高的经济价值和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及合金铸球生产技术领域，具体为一种低铬多元合金铸球生产工艺。
背景技术
随着冶金矿山、建材水泥、热电磨煤、化工粉料、核料工业、非铁金属原材料和炼铁高炉煤粉等行业所需磨球不断增加，我国磨球生产规模迅速发展。熔炼设备和铸造工艺也不断得到改进。低铬磨球应用于水泥干磨作业时，耐磨性是普通钢的7—9倍；应用于矿山湿磨作业时，是普通钢球的2—3倍，是中碳、高碳淬火+回火钢球的1—1.5倍。目前磨球的种类主要有中锰球磨铸铁磨球、低碳白口铸铁磨球，以及高铬铸铁磨球等。高铬铸铁磨球性能优良，表面硬度和体积硬度较高，但冲击韧性较低，随着铬的价格走高，高铬铸铁磨球的价格也一路走高；中铬磨球的表面硬度和体积硬度较低，使用寿命短；中锰球磨铸铁磨球不耐腐蚀，原始硬度低，易破碎。由此可见，现有技术还存在很多不足，在低铬多元合金铸球生产过程中，容易出现缺损现象，微观夹杂物多且分布不均匀，铸造磨球的耐磨性能不是很好，需要根据生产情况不同，研究兼具高硬度、高冲击韧性、低破碎率、低磨耗和低成本的性价比高的磨。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低铬多元合金铸球生产工艺。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低铬多元合金铸球生产工艺，包括以下步骤：
S1：选择原料为生铁、废钢、钼铁、铬铁、锰铁、钛铁和稀土硅，原料配比后使得炉内铁水的成分含量控制在C：2.5～3.0wt％，Si：0.4～1.8wt％，Mn：0.8～2.0wt％，Cr：1.2～3.5wt％，Mo：0.5～0.8wt％，Ti：0.1～0.2wt％，P：≤0.1wt％，余量为铁；
S2：采用中频感应炉为熔炼设备，采用不氧化法熔炼，且熔化期间使用最大功率；
S3：先加入少量的铬铁、钛铁和全部的钼铁，再加入废钢、生铁和回炉料，带废钢全部融化后，在加入剩余的铬铁，此时熔炼的温度为1450-1500℃，当温度达到1500-1520℃时，进行取样分析，控制个化学成分的范围，在铁水出炉前，再次向炉内添加锰铁和稀土硅进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.6-0.8质量份的纯铝进行终脱氧；
S4：将S3中得到的钢水倒入手摇钢包中，同时将稀土硅铁冲入手摇钢包中使其熔化；
S5：在金属型的浇冒口及横浇道外采用潮型砂或自硬化水玻璃石英砂挂砂，用割炬将乙炔-氧气调为不完全燃烧熏在金属型型腔上或用高铝酒精涂料或酷美粉涂料刷满金属型型腔，同时对金属型进行预热，预热温度为120～180℃，然后将S4得到的钢水浇注到金属型内，控制浇注温度为1380-1400℃，当铸球在金属型内冷却至500-600℃时即可开箱，并冷却至常温；
S6：将合金铸球包埋在渗箱内的共渗剂中，密封后，装入加热炉中加热至500℃，保温2小时，再升温至800℃，保温2小时，继续升温至900℃～1050℃，保温5～6小时，随后降温至850℃以下出炉，所述合金铸球在所述渗箱中连箱一起空冷，直到室温；
S7：将S6中的合金铸球进行抛丸处理；
优选的，所述S1中，钛铁的粒度为8～10mm，稀土硅铁的粒度小于10mm。
优选的，所述共渗剂制备包括：3％～8％的B、1％～5％的Al、8％～12％的TiO2、5％～10％的活化剂，余量为填充剂。
优选的，所述填充剂为SiC或Al2O3。
优选的，所述活化剂为KBF4或NH4Cl。
优选的，所述共渗剂粉末的粒度小于60目。
优选的，所述稀土硅中，稀土硅铁合金的粒度为5-7毫米，含稀土10-20％。
优选的，所述S7中进行抛丸处理前还需要将合金铸球进行打磨处理，打磨处理的时，打磨目数为50-80目。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种低铬多元合金铸球生产工艺，具备以下有益效果：
1、该一种低铬多元合金铸球生产工艺，通过向合金铸球的制作工艺中，加入Ti、Mn，使得该合金铸球的硬度高、耐磨、耐高温的特性高，具有较好的韧性，且不仅可以提高该合金铸球的声场效率，同时可以降低生产成本，节约能耗，具有极高的经济价值和社会效益。
2、该一种低铬多元合金铸球生产工艺，通过该制造工艺，提高了合金主铸球的内外质量，产品无缩孔，无气孔，等铸造缺陷，极大的提高了铸球的抗疲劳性和耐磨性，且明显的提高了产品的产能和对资源的利用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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：
一种低铬多元合金铸球生产工艺，包括以下步骤：
S1：选择原料为生铁、废钢、钼铁、铬铁、锰铁、钛铁和稀土硅，原料配比后使得炉内铁水的成分含量控制在C：2.5wt％，Si：0.4wt％，Mn：0.8wt％，Cr：1.2wt％，Mo：0.5wt％，Ti：0.1wt％，P：≤0.1wt％，余量为铁，其中钛铁的粒度为8mm，稀土硅铁的粒度小于10mm，稀土硅铁合金的粒度为5毫米，含稀土10％。；
S2：采用中频感应炉为熔炼设备，采用不氧化法熔炼，且熔化期间使用最大功率；
S3：先加入少量的铬铁、钛铁和全部的钼铁，再加入废钢、生铁和回炉料，带废钢全部融化后，在加入剩余的铬铁，此时熔炼的温度为1450℃，当温度达到1500℃时，进行取样分析，控制个化学成分的范围，在铁水出炉前，再次向炉内添加锰铁和稀土硅进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.6质量份的纯铝进行终脱氧；
S4：将S3中得到的钢水倒入手摇钢包中，同时将稀土硅铁冲入手摇钢包中使其熔化；
S5：在金属型的浇冒口及横浇道外采用潮型砂或自硬化水玻璃石英砂挂砂，用割炬将乙炔-氧气调为不完全燃烧熏在金属型型腔上或用高铝酒精涂料或酷美粉涂料刷满金属型型腔，同时对金属型进行预热，预热温度为120℃，然后将S4得到的钢水浇注到金属型内，控制浇注温度为1380℃，当铸球在金属型内冷却至500℃时即可开箱，并冷却至常温；
S6：将合金铸球包埋在渗箱内的共渗剂中，共渗剂制备包括：3％～8％的B、1％的Al、8％的TiO2、5％的KBF4或NH4Cl的活化剂，余量为SiC或Al2O3的填充剂，密封后，装入加热炉中加热至500℃，保温2小时，再升温至800℃，保温2小时，继续升温至900℃，保温5小时，随后降温至850℃以下出炉，所述合金铸球在所述渗箱中连箱一起空冷，直到室温，所述共渗剂粉末的粒度小于60目；
S7：将S6中的合金铸球进行进行打磨处理，打磨处理的时，打磨目数为50目，再进行抛丸处理。
实施例二：
一种低铬多元合金铸球生产工艺，包括以下步骤：
S1：选择原料为生铁、废钢、钼铁、铬铁、锰铁、钛铁和稀土硅，原料配比后使得炉内铁水的成分含量控制在C：2.6wt％，Si：0.6wt％，Mn：1.0wt％，Cr：2.0wt％，Mo：0.6wt％，Ti：0.15wt％，P：≤0.1wt％，余量为铁，其中钛铁的粒度为9mm，稀土硅铁的粒度小于10mm，稀土硅铁合金的粒度为5.5毫米，含稀土13％。；
S2：采用中频感应炉为熔炼设备，采用不氧化法熔炼，且熔化期间使用最大功率；
S3：先加入少量的铬铁、钛铁和全部的钼铁，再加入废钢、生铁和回炉料，带废钢全部融化后，在加入剩余的铬铁，此时熔炼的温度为1470℃，当温度达到1510℃时，进行取样分析，控制个化学成分的范围，在铁水出炉前，再次向炉内添加锰铁和稀土硅进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.7质量份的纯铝进行终脱氧；
S4：将S3中得到的钢水倒入手摇钢包中，同时将稀土硅铁冲入手摇钢包中使其熔化；
S5：在金属型的浇冒口及横浇道外采用潮型砂或自硬化水玻璃石英砂挂砂，用割炬将乙炔-氧气调为不完全燃烧熏在金属型型腔上或用高铝酒精涂料或酷美粉涂料刷满金属型型腔，同时对金属型进行预热，预热温度为150℃，然后将S4得到的钢水浇注到金属型内，控制浇注温度为1390℃，当铸球在金属型内冷却至550℃时即可开箱，并冷却至常温；
S6：将合金铸球包埋在渗箱内的共渗剂中，共渗剂制备包括：4％的B、3％的Al、9％的TiO2、7％的KBF4或NH4Cl的活化剂，余量为SiC或Al2O3的填充剂，密封后，装入加热炉中加热至500℃，保温2小时，再升温至800℃，保温2小时，继续升温至950℃，保温5.6小时，随后降温至850℃以下出炉，所述合金铸球在所述渗箱中连箱一起空冷，直到室温，所述共渗剂粉末的粒度小于60目；
S7：将S6中的合金铸球进行进行打磨处理，打磨处理的时，打磨目数为60目，再进行抛丸处理。
实施例三：
一种低铬多元合金铸球生产工艺，包括以下步骤：
S1：选择原料为生铁、废钢、钼铁、铬铁、锰铁、钛铁和稀土硅，原料配比后使得炉内铁水的成分含量控制在C：2.8wt％，Si：1.0wt％，Mn：1.5wt％，Cr：2.5wt％，Mo：0.7wt％，Ti：0.17wt％，P：≤0.1wt％，余量为铁，其中钛铁的粒度为9.5mm，稀土硅铁的粒度小于10mm，稀土硅铁合金的粒度为6毫米，含稀土16％。；
S2：采用中频感应炉为熔炼设备，采用不氧化法熔炼，且熔化期间使用最大功率；
S3：先加入少量的铬铁、钛铁和全部的钼铁，再加入废钢、生铁和回炉料，带废钢全部融化后，在加入剩余的铬铁，此时熔炼的温度为1480℃，当温度达到1515℃时，进行取样分析，控制个化学成分的范围，在铁水出炉前，再次向炉内添加锰铁和稀土硅进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.75质量份的纯铝进行终脱氧；
S4：将S3中得到的钢水倒入手摇钢包中，同时将稀土硅铁冲入手摇钢包中使其熔化；
S5：在金属型的浇冒口及横浇道外采用潮型砂或自硬化水玻璃石英砂挂砂，用割炬将乙炔-氧气调为不完全燃烧熏在金属型型腔上或用高铝酒精涂料或酷美粉涂料刷满金属型型腔，同时对金属型进行预热，预热温度为160℃，然后将S4得到的钢水浇注到金属型内，控制浇注温度为1395℃，当铸球在金属型内冷却至570℃时即可开箱，并冷却至常温；
S6：将合金铸球包埋在渗箱内的共渗剂中，共渗剂制备包括：6％的B、4％的Al、11％的TiO2、8％KBF4或NH4Cl的活化剂，余量为SiC或Al2O3的填充剂，密封后，装入加热炉中加热至500℃，保温2小时，再升温至870℃，保温2小时，继续升温至1000℃，保温5.8小时，随后降温至850℃以下出炉，所述合金铸球在所述渗箱中连箱一起空冷，直到室温，所述共渗剂粉末的粒度小于60目；
S7：将S6中的合金铸球进行进行打磨处理，打磨处理的时，打磨目数为70目，再进行抛丸处理。
实施例四：
一种低铬多元合金铸球生产工艺，包括以下步骤：
S1：选择原料为生铁、废钢、钼铁、铬铁、锰铁、钛铁和稀土硅，原料配比后使得炉内铁水的成分含量控制在C：3.0wt％，Si：1.8wt％，Mn：2.0wt％，Cr：3.5wt％，Mo：0.8wt％，Ti：0.2wt％，P：≤0.1wt％，余量为铁，其中钛铁的粒度为10mm，稀土硅铁的粒度小于10mm，稀土硅铁合金的粒度为7毫米，含稀土20％。；
S2：采用中频感应炉为熔炼设备，采用不氧化法熔炼，且熔化期间使用最大功率；
S3：先加入少量的铬铁、钛铁和全部的钼铁，再加入废钢、生铁和回炉料，带废钢全部融化后，在加入剩余的铬铁，此时熔炼的温度为1500℃，当温度达到1520℃时，进行取样分析，控制个化学成分的范围，在铁水出炉前，再次向炉内添加锰铁和稀土硅进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.8质量份的纯铝进行终脱氧；
S4：将S3中得到的钢水倒入手摇钢包中，同时将稀土硅铁冲入手摇钢包中使其熔化；
S5：在金属型的浇冒口及横浇道外采用潮型砂或自硬化水玻璃石英砂挂砂，用割炬将乙炔-氧气调为不完全燃烧熏在金属型型腔上或用高铝酒精涂料或酷美粉涂料刷满金属型型腔，同时对金属型进行预热，预热温度为180℃，然后将S4得到的钢水浇注到金属型内，控制浇注温度为1400℃，当铸球在金属型内冷却至600℃时即可开箱，并冷却至常温；
S6：将合金铸球包埋在渗箱内的共渗剂中，共渗剂制备包括：3％～8％的B、5％的Al、12％的TiO2、10％KBF4或NH4Cl的活化剂，余量为SiC或Al2O3的填充剂，密封后，装入加热炉中加热至500℃，保温2小时，再升温至800℃，保温2小时，继续升温至1050℃，保温6小时，随后降温至850℃以下出炉，所述合金铸球在所述渗箱中连箱一起空冷，直到室温，所述共渗剂粉末的粒度小于60目；
S7：将S6中的合金铸球进行进行打磨处理，打磨处理的时，打磨目数为80目，再进行抛丸处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选择原料为生铁、废钢、钼铁、铬铁、锰铁、钛铁和稀土硅，原料配比后使得炉内铁水的成分含量控制在C：2.5～3.0wt％，Si：0.4～1.8wt％，Mn：0.8～2.0wt％，Cr：1.2～3.5wt％，Mo：0.5～0.8wt％，Ti：0.1～0.2wt％，P：≤0.1wt％，余量为铁；
S2：采用中频感应炉为熔炼设备，采用不氧化法熔炼，且熔化期间使用最大功率；
S3：先加入少量的铬铁、钛铁和全部的钼铁，再加入废钢、生铁和回炉料，带废钢全部融化后，在加入剩余的铬铁，此时熔炼的温度为1450-1500°C，当温度达到1500-1520℃时，进行取样分析，控制个化学成分的范围，在铁水出炉前，再次向炉内添加锰铁和稀土硅进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.6-0.8质量份的纯铝进行终脱氧；
S4：将S3中得到的钢水倒入手摇钢包中，同时将稀土硅铁冲入手摇钢包中使其熔化；
S5：在金属型的浇冒口及横浇道外采用潮型砂或自硬化水玻璃石英砂挂砂，用割炬将乙炔-氧气调为不完全燃烧熏在金属型型腔上或用高铝酒精涂料或酷美粉涂料刷满金属型型腔，同时对金属型进行预热，预热温度为120～180℃，然后将S4得到的钢水浇注到金属型内，控制浇注温度为1380-1400℃，当铸球在金属型内冷却至500-600℃时即可开箱，并冷却至常温；
S6：将合金铸球包埋在渗箱内的共渗剂中，密封后，装入加热炉中加热至500℃，保温2小时，再升温至800℃，保温2小时，继续升温至900℃～1050℃，保温5～6小时，随后降温至850℃以下出炉，所述合金铸球在所述渗箱中连箱一起空冷，直到室温；
S7：将S6中的合金铸球进行抛丸处理。
2.根据权利要求1所述的一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，所述S1中，钛铁的粒度为8～10mm，稀土硅铁的粒度小于10mm。
3.根据权利要求1所述的一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，所述共渗剂制备包括：3％～8％的B、1％～5％的Al、8％～12％的TiO2、5％～10％的活化剂，余量为填充剂。
4.根据权利要求3所述的一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，所述填充剂为SiC或Al2O3。
5.根据权利要求3所述的一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，所述活化剂为KBF4或NH4Cl。
6.根据权利要求1所述的一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，所述共渗剂粉末的粒度小于60目。
7.根据权利要求1所述的一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，所述稀土硅中，稀土硅铁合金的粒度为5-7毫米，含稀土10-20％。
8.根据权利要求1所述的一种低铬多元合金铸球生产工艺，其特征在于，所述S7中进行抛丸处理前还需要将合金铸球进行打磨处理，打磨处理的时，打磨目数为50-80目。
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