CN108588618A - 一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，涉及耐磨技术领域，包括以下步骤：(1)将炉料放入感应炉中，升温将上述炉料完全熔化后，再经过除渣处理后得到钢水；(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整；(3)将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，浇注，冷却后得到耐磨球球胚；(4)热处理；(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，冷却后得到耐磨球成品，具有足够的强度、硬度、耐磨度、韧性，而且抗腐蚀性强。

Description

一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法
技术领域
本发明涉及耐磨技术领域，具体涉及一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法。
背景技术
球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业，可分为干式和湿式两种磨矿方式。根据排矿方式不同，可分格子型和溢流型两种，这种类型磨矿机是在其筒体内装入一定数量的耐磨球作为研磨介质，为了提高破碎效率和耐磨球球的耐用度，需要耐磨球表面有足够的硬度和耐磨度。同时，在研磨过程中，耐磨球与磨料、耐磨球与衬板以及耐磨球与耐磨球之间发生的冲撞不可避免，因此，还要求耐磨球有一定的韧性，避免破球，这就对钢球的成分提出高等级的要求，另外，矿石中可能含有氯离子，硫离子可能会对耐磨球表面造成腐蚀，所以对其抗腐蚀的能力也会有一定的要求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，具有足够的强度、硬度、耐磨度、韧性，而且抗腐蚀性强。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌5-10min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.4-0.6kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.5-1.8％、Mn：0.4-0.6％、Si：0.9-1.2％、Cr：4.5-8.5％、Ni:1.4-1.9％、Mo：0.5-1.0％、Re：0.5-1.5％、Nb 0.05-0.08％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为720-780℃高频淬火机中进行一次淬火，再降温至550-600℃进行二次淬火，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至350-400℃进行回火，回火时间为2-4h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：18.5-25.6％、Ni:35.6-50.9％、Si：5.6-6.7、B：4.2-5.5％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
优选地，步骤(1)中通入氮气的流速为2L/s。
优选地，步骤(3)中浇注温度1540-1580℃。
优选地，步骤(4)中一次淬火时间为35-40min，二次淬火时间为20-30min。
优选地，步骤(4)中回火时的升温速度为40-60℃/min。
优选地，步骤(5)中喷砂粗化后还需要进行清洗和干燥处理。
优选地，步骤(5)中合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1。
(三)有益效果
本发明提供了一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，具有以下有益效果：
(1)本发明涂层耐磨球表面采用火焰喷枪将复配的合金粉末、WC、Co喷涂到耐磨球表面成为涂层，合金粉末本身高Ni、高Cr，Ni、Cr价格昂贵，如果在耐磨球元素成分中提高Ni、Cr的含量，那生产成本会很高，使用涂层不仅可以提高耐磨球的表面硬度和耐腐蚀、耐磨性，而且可以降低成本。
(2)合金粉末中高Ni、高Cr本身具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热的特点，在高温下合金粉末中的B和Ni会生成Ni3B和CrB等间隙化合物，提高与耐磨球的附着力，而且还会有Cr23C6生成，丰富了涂层的硬质相，使涂层具有良好的耐磨性和硬度，加入WC后，由于有大颗粒的WC的支撑，可以进一步提升涂层的硬度和耐腐蚀性，Co可以作为粘结剂，提升耐磨球、合金粉末、WC之间的粘结力，提升结构强度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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1：
一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，氮气的流速为2L/s，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌8min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.5kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.6％、Mn：0.5％、Si：1.2％、Cr：5.5％、Ni:1.5％、Mo：0.8％、Re：0.8％、Nb0.06％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，浇注温度1550℃，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为750℃高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为38min，再降温至580℃进行二次淬火，二次淬火时间为25min，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至380℃进行回火，回火时的升温速度为50℃/min，回火时间为3h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化、清洗和干燥处理，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：20.6％、Ni:38.9％、Si：6.7、B：4.5％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
实施例2：
一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，氮气的流速为2L/s，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌6min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.6kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.8％、Mn：0.6％、Si：1.2％、Cr：7.5％、Ni:1.8％、Mo：0.6％、Re：1.2％、Nb0.08％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，浇注温度1570℃，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为730℃高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为40min，再降温至560℃进行二次淬火，二次淬火时间为30min，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至400℃进行回火，回火时的升温速度为40℃/min，回火时间为4h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化、清洗和干燥处理，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：22.8％、Ni:40.5％、Si：5.8、B：5.2％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
实施例3：
一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，氮气的流速为2L/s，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌5min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.4kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.5％、Mn：0.4％、Si：0.9％、Cr：4.5％、Ni:1.4％、Mo：0.5％、Re：0.5％、Nb0.05％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，浇注温度1540℃，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为720℃高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为35min，再降温至550℃进行二次淬火，二次淬火时间为20min，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至350℃进行回火，回火时的升温速度为40℃/min，回火时间为2h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化、清洗和干燥处理，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：18.5％、Ni:35.6％、Si：5.6、B：4.2％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
实施例4：
一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，氮气的流速为2L/s，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌10min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.6kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.8％、Mn：0.6％、Si：1.2％、Cr：8.5％、Ni:1.9％、Mo：1.0％、Re：1.5％、Nb0.08％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，浇注温度1580℃，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为780℃高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为40min，再降温至600℃进行二次淬火，二次淬火时间为30min，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至400℃进行回火，回火时的升温速度为60℃/min，回火时间为4h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化、清洗和干燥处理，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：25.6％、Ni:50.9％、Si：6.7、B：5.5％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
实施例5：
一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，氮气的流速为2L/s，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌5min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.6kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.8％、Mn：0.6％、Si：0.9％、Cr：5.5％、Ni:1.4％、Mo：1.0％、Re：1.2％、Nb0.05％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，浇注温度1570℃，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为780℃高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为40min，再降温至550℃进行二次淬火，二次淬火时间为20min，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至400℃进行回火，回火时的升温速度为40℃/min，回火时间为4h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化、清洗和干燥处理，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：25.6％、Ni:45.9％、Si：6.7、B：4.2％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
实施例6：
一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，氮气的流速为2L/s，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌10min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.4kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.8％、Mn：0.4％、Si：1.2％、Cr：6.8％、Ni:1.4％、Mo：0.8％、Re：1.2％、Nb0.06％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，浇注温度1560℃，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为750℃高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为38min，再降温至580℃进行二次淬火，二次淬火时间为25min，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至380℃进行回火，回火时的升温速度为55℃/min，回火时间为2h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化、清洗和干燥处理，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：18.5％、Ni:50.9％、Si：6.5％、B：4.2％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
下表1为本发明实施例1-5制造的耐腐蚀涂层耐磨球各项机械性能测试结果：
表1：
综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明制造的耐腐蚀涂层耐磨球各项机械性能优秀，而且抗磨性能好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将炉料放入感应炉中，向感应炉中通入氮气，升温将上述炉料完全熔化后，保温搅拌5-10min，保温搅拌过程中抽真空并维持负压为0.4-0.6kPa，再经过除渣处理后得到钢水；
(2)取样检测钢水的组分含量，并对其进行相应调整，调整后的钢水各元素按重量百分比包括：C：1.5-1.8％、Mn：0.4-0.6％、Si：0.9-1.2％、Cr：4.5-8.5％、Ni:1.4-1.9％、Mo：0.5-1.0％、Re：0.5-1.5％、Nb 0.05-0.08％，余量为Fe；
(3)将变质剂和孕育剂预先放在浇包底部，将钢水直接注入浇包内进行变质和孕育处理，将经过变质和孕育处理的钢水注入模具中进行浇注，冷却后得到耐磨球球胚；
(4)将耐磨球球胚放入温度为720-780℃高频淬火机中进行一次淬火，再降温至550-600℃进行二次淬火，二次淬火结束后自然冷却至室温，再将耐磨球球胚放入加热炉中升温至350-400℃进行回火，回火时间为2-4h，回火结束后随炉空冷；
(5)将耐磨球球胚表面进行喷砂粗化，用火焰喷枪将涂层粉末喷涂到耐磨球球胚表面，所述涂层粉末包括合金粉末、WC、Co，所述合金粉末含有以下重量百分比的元素成分：Cr：18.5-25.6％、Ni:35.6-50.9％、Si：5.6-6.7％、B：4.2-5.5％、其余为Fe，喷涂时氧气压力为2MPa，乙炔压力为0.08MPa，喷涂距离为150-180mm，然后再用CO2激光器对涂层进行重熔处理，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度8mm/s，冷却后得到耐磨球成品。
2.如权利要求1所述的球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，其特征在于，步骤(1)中通入氮气的流速为2L/s。
3.如权利要求1所述的球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，其特征在于，步骤(3)中浇注温度1540-1580℃。
4.如权利要求1所述的球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，其特征在于，步骤(4)中一次淬火时间为35-40min，二次淬火时间为20-30min。
5.如权利要求1所述的球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，其特征在于，步骤(4)中回火时的升温速度为40-60℃/min。
6.如权利要求1所述的球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，其特征在于，步骤(5)中喷砂粗化后还需要进行清洗和干燥处理。
7.如权利要求1所述的球磨机用耐腐蚀涂层耐磨球的制造方法，其特征在于，步骤(5)中合金粉末、WC、Co的质量比为7:2:1。
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