CN103014518B

CN103014518B - 高碳高合金钢耐磨球及其制造方法

Info

Publication number: CN103014518B
Application number: CN201210527079.4A
Authority: CN
Inventors: 张在武
Original assignee: MAANSHAN HENGDA WEAR-RESISTANT MATERIALS Co Ltd
Current assignee: MAANSHAN HENGDA WEAR-RESISTANT MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: CN103014518A

Abstract

本发明公开了一种高碳高合金钢耐磨球，该磨球中各化学组分的重量百分比为：C1.0-1.4%、Si1.6-2.2%、Mn1.0-1.2%、Cr8.5-9.5%、Mo1.2-1.5%、Cu0.5-1.0%、V0.5-0.8%、Ti0.15-0.3%、B0.08-0.12%、Ce0.05-0.08%、Y0.02-0.04%、Nd0.02-0.03%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe。本发明通过优选材料配方，调整铸造熔炼工艺，结合合理的热处理方法，制备出以Si、Mn、Cr为主要合金元素，加入适量Mo、V、Ti、B、Cu、稀土的高碳高合金钢耐磨球，具有高硬度高韧性、抗高冲击性和耐磨性好等特点。

Description

高碳高合金钢耐磨球及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种高碳高合金钢耐磨球及其制造方法，属于耐磨材料技术领域。

背景技术

球磨机是冶金矿山、建材水泥、电力化工等行业粉料生产与加工的主要设备，球磨机工作过程中，其磨球作为终端产品，属于主要易磨损件其使用量大，对使用成本影响极大，一直备受人们的关注。随着工业的发展，各式大型球磨机逐年增加，磨球的消耗也大幅度增长。这不仅消耗大量的钢铁材料，而且大量的铁粉进入锅炉，侵蚀锅炉零件，降低其寿命。目前磨球存在耐腐蚀性较差，冲击韧性较低，耐磨性能差等长缺点。所以，研制出一种综合性能稳定、磨耗低的耐磨球，具有重要的经济意义。

发明内容

本发明的目的是为解决磨球冲击韧性较差，耐磨、耐腐蚀性能不高等问题，提供一种高碳高合金钢耐磨球及其制造方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种高碳高合金钢耐磨球，该磨球中各化学成分的重量百分比为：C 1.0-1.4%、Si 1.6-2.2%、Mn 1.0-1.2%、Cr 8.5-9.5%、Mo 1.2-1.5%、Cu 0.5-1.0%、V 0.5-0.8%、Ti 0.15-0.3%、B 0.08-0.12%、Ce 0.05-0.08%、Y 0.02-0.04%、Nd 0.02-0.03%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe。

高碳高合金钢耐磨球的制造方法，包括以下步骤：

（1）使用中频感应电炉进行熔炼，按照上述各化学成分重量配比加入生铁、废钢、高碳铬铁、锰铁、钒铁、电解铜等炉料，升温，当钢水温度达到1520-1560℃时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内；当温度达到1580-1620℃时，插铝脱氧；

（2）经铝脱氧后即可出钢水，然后迅速在钢水上覆盖珍珠岩，铁水在浇包中镇静5-10分钟，当温度降到1480-1520℃时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却到1050-1100℃时, 开箱落砂, 进行热处理；

（3）将磨球升温至650-680℃，保温1-2h，再升温至950-980℃，保温2-4小时后，然后在20号机油中淬火，机油温度为180-250℃，淬火时间为40-50分钟，再立即加热至360-400℃下进行回火处理，保温3-5小时后，再升温至550-600℃，保温3-4小时后，放入0℃冰水中冷却至室温；

（4）将磨球浇口部分敲击去除，在砂轮上对磨球断口修磨圆滑，即得成品。

所述的稀土硅铁合金的粒度为5-10mm，其加入量为钢水的0.8-1.2%；所述的硼铁的粒度为5-10mm，其加入量为钢水的0.2-0.3%。

本发明的有益效果：

本发明通过优选材料配方，调整铸造熔炼工艺，结合合理的热处理方法，制备出以Si、Mn、Cr为主要合金元素，加入适量Mo、V、Ti、B、Cu、稀土的高碳高合金钢耐磨球，具有高硬度高韧性、抗高冲击性和耐磨性好等特点。不仅可以提高球磨机生产效率，而且还能有效地降低生产成本和能耗，节约有限资源，具有极高的经济价值和社会效益。

具体实施方式

高碳高合金钢耐磨球中各化学成分的重量百分比为：C 1.0-1.4%、Si 1.6-2.2%、Mn 1.0-1.2%、Cr 8.5-9.5%、Mo 1.2-1.5%、Cu 0.5-1.0%、V 0.5-0.8%、Ti 0.15-0.3%、B 0.08-0.12%、Ce 0.05-0.08%、Y 0.02-0.04%、Nd 0.02-0.03%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe。

高碳高合金钢耐磨球的制造方法，包括以下步骤：

（1）使用中频感应电炉进行熔炼，按照上述各化学成分重量配比加入生铁、废钢、高碳铬铁、锰铁、钒铁、电解铜等炉料，升温，当钢水温度达到1560℃时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内；当温度达到1620℃时，插铝脱氧；

（2）经铝脱氧后即可出钢水，然后迅速在钢水上覆盖珍珠岩，铁水在浇包中镇静10分钟，当温度降到1520℃时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却到1050℃时, 开箱落砂, 进行热处理；

其中，所述的稀土硅铁合金的粒度为8mm，其加入量为钢水的0.9%；所述的硼铁的粒度为6mm，其加入量为钢水的0.25%。

经检验，产物化学成分为：C 1.25%、Si 1.92%、Mn 1.16%、Cr 8.81%、Mo 1.38%、Cu 0.89%、V 0.74%、Ti 0.22%、B 0.096%、Ce 0.064%、Y 0.034%、Nd 0.027%、P 0.032%、S 0.037%，余量为Fe。力学性能为：硬度56.6 HRC，冲击韧性20.8J/cm²。

Claims

1.一种高碳高合金钢耐磨球，其特征在于，该磨球中各化学成分的重量百分比为：C 1.0-1.4%、Si 1.6-2.2%、Mn 1.0-1.2%、Cr 8.5-9.5%、Mo 1.2-1.5%、Cu 0.5-1.0%、V 0.5-0.8%、Ti 0.15-0.3%、B 0.08-0.12%、Ce 0.05-0.08%、Y 0.02-0.04%、Nd 0.02-0.03%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe；

其制造方法包括以下步骤：

(1)使用中频感应电炉进行熔炼，按照上述各化学成分重量配比加入生铁、废钢、高碳铬铁、锰铁、钒铁、电解铜等炉料，升温，当钢水温度达到1520-1560℃时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内；当温度达到1580-1620℃时，插铝脱氧；

(2)经铝脱氧后即可出钢水，然后迅速在钢水上覆盖珍珠岩，铁水在浇包中镇静5-10分钟，当温度降到1480-1520℃时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却到1050-1100℃时, 开箱落砂, 进行热处理；

(3)将磨球升温至650-680℃，保温1-2h，再升温至950-980℃，保温2-4小时后，然后在20号机油中淬火，机油温度为180-250℃，淬火时间为40-50分钟，再立即加热至360-400℃下进行回火处理，保温3-5小时后，再升温至550-600℃，保温3-4小时后，放入0℃冰水中冷却至室温；

(4)将磨球浇口部分敲击去除，在砂轮上对磨球断口修磨圆滑，即得成品。