CN106191703A - 一种高铬耐磨钢球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铬耐磨钢球,其各组分的重量百分比如下:其各组分的重量百分比如下:C:1‑1.5%;Si:0.5‑0.7%;Mn:1.2‑1.4%;Cr:12‑14%;Ni:0.03‑0.05%;Mo:0.1‑0.12%;W:0.1‑0.3%;Al:0.08‑0.1%;Cu:0.1‑0.2%;B:0.003‑0.004%;Ti:0.02‑0.03%;Nb:0.2‑0.3%;V:0.15‑0.2%;P≤0.02%;S≤0.01%;余料为Fe;其中,满足“Nb+10.3(C/Cr)<1.55%”的表达式。本发明还公开了上述高铬耐磨钢球的制备方法。本发明耐磨性好,韧性高。
Description
技术领域
本发明涉及研磨机械技术领域,尤其涉及一种高铬耐磨钢球及其制备方法。
背景技术
耐磨钢球已被广泛的应用于冶金、选矿、建材、化工、电力等工业生产中。目前,常通过增加钢球中的铬含量来提高钢球的耐磨性,但是较高的铬含量会使钢球的韧性降低,易脆裂,降低钢球的使用寿命,因此研究开发耐磨性和韧性相互平衡的钢球成为当务之急。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种高铬耐磨钢球及其制备方法,本发明耐磨性好,韧性高,抗冲击性高,耐腐蚀。
本发明提出的一种高铬耐磨钢球,其各组分的重量百分比如下:C:1-1.5%;Si:0.5-0.7%;Mn:1.2-1.4%;Cr:12-14%;Ni:0.03-0.05%;Mo:0.1-0.12%;W:0.1-0.3%;Al:0.08-0.1%;Cu:0.1-0.2%;B:0.003-0.004%;Ti:0.02-0.03%;Nb:0.2-0.3%;V:0.15-0.2%;P≤0.02%;S≤0.01%;余料为Fe;
其中,满足“Nb+10.3(C/Cr)<1.55%”的表达式。
优选地,其各组分的重量百分比如下:C:1.1-1.3%;Si:0.55-0.65%;Mn:1.25-1.35%;Cr:12.5-13.5%;Ni:0.035-0.045%;Mo:0.105-0.115%;W:0.15-0.25%;Al:0.085-0.095%;Cu:0.12-0.18%;B:0.0032-0.0038%;Ti:0.022-0.028%;Nb:0.23-0.27%;V:0.17-0.19%;P≤0.02%;S≤0.01%;余料为Fe。
优选地,其各组分的重量百分比如下:C:1.2%;Si:0.6%;Mn:1.3%;Cr:13%;Ni:0.04%;Mo:0.11%;W:0.2%;Al:0.09%;Cu:0.15%;B:0.0035%;Ti:0.025%;Nb:0.25%;V:0.18%;P≤0.02%;S≤0.01%;余料为Fe。
本发明还提出了上述高铬耐磨钢球的制备方法,包括如下步骤:
S1、熔炼铸造:将废钢熔炼,加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围,出炉浇铸,空冷得到球形铸件;
S2、热处理:取S1中得到的球形铸件,升温至550-650℃,保温1-2h,升温至800-850℃,保温20-30min,升温至1040-1070℃,用水淬火,升温至250-300℃,保温4-6h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
优选地,在S1中,出炉浇铸的温度为1500-1600℃。
优选地,在S2中,取S1中得到的球形铸件,升温至550-650℃,保温1-2h,以5-7℃/min的速度升温至800-850℃,保温20-30min,以7-9℃/min的速度升温至1040-1070℃,用水淬火,升温至250-300℃,保温4-6h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
优选地,在S2中,淬火用水的温度为40-60℃。
本发明通过限定Nb+10.3(C/Cr)<1.55%的关系式,使得Nb、C、Cr相互配合,相互协调,提高本发明的奥氏体化的温度、细化晶粒,在增加了本发明的耐磨性、硬度的同时,增加了本发明的韧性,避免了高铬钢球韧性低、易碎裂的问题;并且Nb、C、Cr与Mn、Mo、B、Ti、W相互配合,改善钢球中碳化物的形态和分布,是碳化物均匀分布,增加本发明的淬透性,从而进一步增加本发明的硬度、耐磨性和韧性;各元素相互配合,增加回火稳定性,抑制晶粒粗化,达到细化晶粒的目的,进一步增加本发明的机械性能;并配合适当的制备工艺使得本发明具有良好的耐磨性、韧性、抗冲击性和硬度。
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。
实施例1
一种高铬耐磨钢球,其各组分的重量百分比如下:C:1%;Si:0.7%;Mn:1.2%;Cr:14%;Ni:0.03%;Mo:0.12%;W:0.1%;Al:0.1%;Cu:0.1%;B:0.004%;Ti:0.02%;Nb:0.3%;V:0.15%;P:0.02%;S:0.01%;余料为Fe;
其中,Nb+10.3(C/Cr)=1.04%。
上述高铬耐磨钢球的制备方法,包括如下步骤:
S1、熔炼铸造:将废钢熔炼,加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围,出炉浇铸,出炉浇铸的温度为1600℃,空冷得到球形铸件;
S2、热处理:取S1中得到的球形铸件,升温至550℃,保温2h,以5℃/min的速度升温至850℃,保温20min,以9℃/min的速度升温至1040℃,用温度为60℃的水淬火,升温至250℃,保温6h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例2
一种高铬耐磨钢球,其各组分的重量百分比如下:C:1.5%;Si:0.5%;Mn:1.4%;Cr:12%;Ni:0.05%;Mo:0.1%;W:0.3%;Al:0.08%;Cu:0.2%;B:0.003%;Ti:0.03%;Nb:0.2%;V:0.2%;P:0.015%;S:0.008%;余料为Fe;
其中,Nb+10.3(C/Cr)=1.49%。
上述高铬耐磨钢球的制备方法,包括如下步骤:
S1、熔炼铸造:将废钢熔炼,加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围,出炉浇铸,出炉浇铸的温度为1500℃,空冷得到球形铸件;
S2、热处理:取S1中得到的球形铸件,升温至650℃,保温1h,以7℃/min的速度升温至800℃,保温30min,以7℃/min的速度升温至1070℃,用温度为40℃的水淬火,升温至300℃,保温4h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例3
一种高铬耐磨钢球,其各组分的重量百分比如下:C:1.1%;Si:0.65%;Mn:1.25%;Cr:13.5%;Ni:0.035%;Mo:0.115%;W:0.15%;Al:0.095%;Cu:0.12%;B:0.0038%;Ti:0.022%;Nb:0.27%;V:0.17%;P:0.013%;S:0.006%;余料为Fe;
其中,Nb+10.3(C/Cr)=1.11%。
上述高铬耐磨钢球的制备方法,包括如下步骤:
S1、熔炼铸造:将废钢熔炼,加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围,出炉浇铸,出炉浇铸的温度为1580℃,空冷得到球形铸件;
S2、热处理:取S1中得到的球形铸件,升温至570℃,保温1.8h,以5.5℃/min的速度升温至840℃,保温22min,以8.5℃/min的速度升温至1050℃,用温度为55℃的水淬火,升温至260℃,保温5.5h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例4
一种高铬耐磨钢球,其各组分的重量百分比如下:C:1.3%;Si:0.55%;Mn:1.35%;Cr:12.5%;Ni:0.045%;Mo:0.105%;W:0.25%;Al:0.085%;Cu:0.18%;B:0.0032%;Ti:0.028%;Nb:0.23%;V:0.19%;P:0.016%;S:0.005%;余料为Fe;
其中,Nb+10.3(C/Cr)=1.3%。
上述高铬耐磨钢球的制备方法,包括如下步骤:
S1、熔炼铸造:将废钢熔炼,加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围,出炉浇铸,出炉浇铸的温度为1520℃,空冷得到球形铸件;
S2、热处理:取S1中得到的球形铸件,升温至630℃,保温1.2h,以6.5℃/min的速度升温至820℃,保温28min,以7.5℃/min的速度升温至1060℃,用温度为45℃的水淬火,升温至280℃,保温4.5h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例5
一种高铬耐磨钢球,其各组分的重量百分比如下:C:1.2%;Si:0.6%;Mn:1.3%;Cr:13%;Ni:0.04%;Mo:0.11%;W:0.2%;Al:0.09%;Cu:0.15%;B:0.0035%;Ti:0.025%;Nb:0.25%;V:0.18%;P:0.01%;S:0.005%;余料为Fe;
其中,Nb+10.3(C/Cr)=1.2%。
上述高铬耐磨钢球的制备方法,包括如下步骤:
S1、熔炼铸造:将废钢熔炼,加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围,出炉浇铸,出炉浇铸的温度为1550℃,空冷得到球形铸件;
S2、热处理:取S1中得到的球形铸件,升温至600℃,保温1.5h,以6℃/min的速度升温至830℃,保温25min,以8℃/min的速度升温至1055℃,用温度为50℃的水淬火,升温至270℃,保温5h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
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 (7)
1.一种高铬耐磨钢球,其特征在于,其各组分的重量百分比如下:C:1-1.5%;Si:0.5-0.7%;Mn:1.2-1.4%;Cr:12-14%;Ni:0.03-0.05%;Mo:0.1-0.12%;W:0.1-0.3%;Al:0.08-0.1%;Cu:0.1-0.2%;B:0.003-0.004%;Ti:0.02-0.03%;Nb:0.2-0.3%;V:0.15-0.2%;P≤0.02%;S≤0.01%;余料为Fe;
其中,满足“Nb+10.3(C/Cr)<1.55%”的表达式。
2.根据权利要求1所述高铬耐磨钢球,其特征在于,其各组分的重量百分比如下:C:1.1-1.3%;Si:0.55-0.65%;Mn:1.25-1.35%;Cr:12.5-13.5%;Ni:0.035-0.045%;Mo:0.105-0.115%;W:0.15-0.25%;Al:0.085-0.095%;Cu:0.12-0.18%;B:0.0032-0.0038%;Ti:0.022-0.028%;Nb:0.23-0.27%;V:0.17-0.19%;P≤0.02%;S≤0.01%;余料为Fe。
3.根据权利要求1或2所述高铬耐磨钢球,其特征在于,其各组分的重量百分比如下:C:1.2%;Si:0.6%;Mn:1.3%;Cr:13%;Ni:0.04%;Mo:0.11%;W:0.2%;Al:0.09%;Cu:0.15%;B:0.0035%;Ti:0.025%;Nb:0.25%;V:0.18%;P≤0.02%;S≤0.01%;余料为Fe。
4.一种如权利要求1-3任一项所述高铬耐磨钢球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、熔炼铸造:将废钢熔炼,加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围,出炉浇铸,空冷得到球形铸件;
S2、热处理:取S1中得到的球形铸件,升温至550-650℃,保温1-2h,升温至800-850℃,保温20-30min,升温至1040-1070℃,用水淬火,升温至250-300℃,保温4-6h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
5.根据权利要求4所述高铬耐磨钢球的制备方法,其特征在于,在S1中,出炉浇铸的温度为1500-1600℃。
6.根据权利要求4或5所述高铬耐磨钢球的制备方法,其特征在于,在S2中,取S1中得到的球形铸件,升温至550-650℃,保温1-2h,以5-7℃/min的速度升温至800-850℃,保温20-30min,以7-9℃/min的速度升温至1040-1070℃,用水淬火,升温至250-300℃,保温4-6h,冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
7.根据权利要求4-6任一项所述高铬耐磨钢球的制备方法,其特征在于,在S2中,淬火用水的温度为40-60℃。
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