CN108677091A - 一种球磨机用中碳中铬合金钢球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球磨机用中碳中铬合金钢球及其制备方法，其各化学成分及质量百分比为：C:0.4‑0.7、Si:0.5‑1.0、Cr:4.4‑5.8、Mn:0.7‑1.1、Mo:0.5‑0.8、Cu:0.3‑0.6、V:0.05‑0.1、Ti:0.08‑0.14、B:0.03‑0.05、Co:0.1‑0.2、Al:0.05‑0.1、Pr:0.06‑0.08、Sm:0.03‑0.06、S≤0.03、P≤0.04、余量为Fe。本发明制得的钢球具有较高的硬度和韧性，耐磨性优异，使用寿命长，可以广泛应用于各类球磨机，市场前景广阔。

Description

一种球磨机用中碳中铬合金钢球及其制备方法
技术领域
本发明涉及铸铁材料技术领域，具体涉及一种球磨机用中碳中铬合金钢球及其制备方法。
背景技术
球磨机钢球是球磨机设备研磨物料介质，通过球磨机钢球之间钢球与物料之间的碰撞摩擦产生磨剥作用，重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用，广泛应用于水泥建材、金属矿山、煤浆火电、化学工程、陶瓷等行业的粉体制备与超细深加工。钢球是球磨机主要的易磨损件，其工作繁重,工作条件苛刻,因此对钢球材质的耐磨性和韧性具有较高的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种球磨机用中碳中铬合金钢球及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种球磨机用中碳中铬合金钢球，其各化学成分及质量百分比为：C0.4-0.7、Si0.5-1.0、Cr4.4-5.8、Mn0.7-1.1、Mo0.5-0.8、Cu0.3-0.6、V0.05-0.1、Ti0.08-0.14、B0.03-0.05、Co0.1-0.2、Al0.05-0.1、Pr0.06-0.08、Sm0.03-0.06、S≤0.03、P≤0.04、余量为Fe。
一种球磨机用中碳中铬合金钢球的制备方法，包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、生铁、硅铁熔清，再依次加入铬铁、硼铁、钼铁、钛铁、钴铁、铜，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前4-6min内先后加入锰铁和钒铁，在出炉前2-4min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1505-1545℃；
（2）在包内冲入稀土硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行250-300℃的预热，变质孕育处理温度为1460-1490℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静6-12min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1435-1455℃；
（3）将上述得到的钢球进行热处理：先加热至890-960℃，保温4-5h，再降温至460-520℃，保温2-3h，雾冷淬火后再在140-180℃下回火6-8h，然后加热至650-700℃，保温3-4h，再加热至980-1040℃，保温5-6h，沙冷淬火后再在240-320℃下回火4-6h，最后加热至1060-1120℃，保温3-5h，再降温至720-760℃，保温2-4h，油冷淬火后再在300-350℃下回火5-6h，空冷至室温即可。
本发明的有益效果：
（1）本发明成分设计合理，通过调整C、Cr的含量以及添加碳化物形成元素的Mn、Mo、Cu、V、Ti、B、Co，发挥多元合金元素的综合作用进行合金化，可以显著细化晶粒，改善组织形态，提高冲击韧性和耐磨性；
（2）本发明热处理工艺合理，经过三次淬火以及相应的回火处理后，组织为马氏体基体+奥氏体（沿晶界分布）+弥散的颗粒状碳化物，热处理过程中发生再结晶，晶粒细小，可显著提高硬度和冲击韧性；
（3）本发明制得的钢球具有较高的硬度和韧性，耐磨性优异，使用寿命长，可以广泛应用于各类球磨机，市场前景广阔。
具体实施方式
一种球磨机用中碳中铬合金钢球，其各化学成分及质量百分比为：C0.4-0.7、Si0.5-1.0、Cr4.4-5.8、Mn0.7-1.1、Mo0.5-0.8、Cu0.3-0.6、V0.05-0.1、Ti0.08-0.14、B0.03-0.05、Co0.1-0.2、Al0.05-0.1、Pr0.06-0.08、Sm0.03-0.06、S≤0.03、P≤0.04、余量为Fe。
一种球磨机用中碳中铬合金钢球的制备方法，包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、生铁、硅铁熔清，再依次加入铬铁、硼铁、钼铁、钛铁、钴铁、铜，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前4-6min内先后加入锰铁和钒铁，在出炉前2-4min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1505-1545℃；
（2）在包内冲入稀土硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行250-300℃的预热，变质孕育处理温度为1460-1490℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静6-12min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1435-1455℃；
（3）将上述得到的钢球进行热处理：先加热至890-960℃，保温4-5h，再降温至460-520℃，保温2-3h，雾冷淬火后再在140-180℃下回火6-8h，然后加热至650-700℃，保温3-4h，再加热至980-1040℃，保温5-6h，沙冷淬火后再在240-320℃下回火4-6h，最后加热至1060-1120℃，保温3-5h，再降温至720-760℃，保温2-4h，油冷淬火后再在300-350℃下回火5-6h，空冷至室温即可。
经检验，产品化学成分为C0.58%、Si0.74%、Cr5.21%、Mn0.95%、Mo0.77%、Cu0.43%、V0.084%、Ti0.011%、B0.044%、Co%0.16、Al0.082%、Pr0.075%、Sm0.048%、S0.024%、P0.033%、余量为Fe。力学性能为：硬度：63.7HRC，冲击韧性：26.4J/cm2。

Claims (2)

1.一种球磨机用中碳中铬合金钢球，其特征在于，其各化学成分及质量百分比为：C0.4-0.7、Si0.5-1.0、Cr4.4-5.8、Mn0.7-1.1、Mo0.5-0.8、Cu0.3-0.6、V0.05-0.1、Ti0.08-0.14、B0.03-0.05、Co0.1-0.2、Al0.05-0.1、Pr0.06-0.08、Sm0.03-0.06、S≤0.03、P≤0.04、余量为Fe。
2.一种如权利要求1所述的球磨机用中碳中铬合金钢球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在中频感应炉中进行熔炼，先加入废钢、生铁、硅铁熔清，再依次加入铬铁、硼铁、钼铁、钛铁、钴铁、铜，待其全部熔化后调整铁水成分，在出炉前4-6min内先后加入锰铁和钒铁，在出炉前2-4min内加入纯铝进行脱氧，出炉前进行化学成分分析，合格后即可出炉，铁水出炉温度控制在1505-1545℃；
（2）在包内冲入稀土硅铁合金变质剂进行变质孕育处理，变质剂使用前进行250-300℃的预热，变质孕育处理温度为1460-1490℃，然后往包内撒入适量的珍珠岩保温聚渣覆盖剂覆盖，并镇静6-12min，扒渣后进行浇注，浇注温度控制在1435-1455℃；
（3）将上述得到的钢球进行热处理：先加热至890-960℃，保温4-5h，再降温至460-520℃，保温2-3h，雾冷淬火后再在140-180℃下回火6-8h，然后加热至650-700℃，保温3-4h，再加热至980-1040℃，保温5-6h，沙冷淬火后再在240-320℃下回火4-6h，最后加热至1060-1120℃，保温3-5h，再降温至720-760℃，保温2-4h，油冷淬火后再在300-350℃下回火5-6h，空冷至室温即可。
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