CN1101682A - 一种适于球磨铁矿粉的低合金白口铁铸造磨球 - Google Patents
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Abstract
一种适于球磨铁矿粉的低合金白口铁铸造磨球，
采用生铁质和钢质炉料为基料，不添加铜，添加铝、
钒、钛、稀土四元复变质剂而得。本发明具有较好的
耐磨性和优良的抗冲击性能，铸态时可供小型球磨机
使用，热处理后韧性进一步提高，可供中型以上球磨
机使用，低的含金铜量，使之尤其适合球磨铁矿粉。
Description
本发明涉及一种合金，确切地说是一种适于球磨铁矿粉的低合金白口铁铸造磨球。
球磨机用的磨球既要求硬度高又要求韧性好，使之长期在一定温度和频繁撞击的工况条件下磨损量小、破损率低。但实际上，硬度高的材料脆，易破损，不耐冲击，韧性好的材料易磨损，不耐磨。如长期以来普遍使用的钢质磨球和中锰球墨铸铁磨球易磨损、单耗高。近年来开发的用铬、钼、铜、或铬、铜、合金化的低合金白口铁铸造磨球只适于在φ2.2米以下的小型球磨机上使用。
铜在钢铁冶炼、尤其是冶炼优质钢时被确认为有害元素，所以国家标准规定其允许残留量在0.2～0.3%。由于铜的特性，在冶炼中不能除去，所以铁矿粉本身所含的铜将全部存留在钢铁中，铁矿粉中铜含量越低越好，如果磨球中也含有铜，经磨损后也将进入铁矿粉中，这对钢是不利的。所以含铜磨球是不宜用来球磨铁矿粉的.上述低合金白口铸铁磨球含铜0.6～2.0%（重量计，下同）.CN87104407A、CN1032678A、88107653.8、CN1042729A、89105124.4所公开的磨球材料中分别含铜0.6%以下、1.5-2.5%、0.5-3.0%，当材质中含铜量超过0.3%时，在加工过程中必须自外部添加。
本发明的目的在于提供一种在加工时不外加铜且硬度较好、韧性优良的铸造磨球，它适合球磨铁矿粉，也适合球磨水泥及其他物料。
本发明采用生铁质和钢质炉料为基料，不用铜合金化，用铝（AL）、钒（V）、钛（Ti）、稀土（Re）四元复合变质（即改性）而得，具体的化学成分如下（重量%）：C：1.80～3.30;Si：0.40～1.50;Mn：0.60～1.40;Cr：1.00～3.80;Al：0.08～0.20;V：0.05～0.20;Ti：0.04～0.15;Re：0.03～0.10;残留Mo：≤0.08;残留Cu：≤0.3.以上各元素的限定范围可以根据不同工况条件确定相应的最优含量。
C：碳含量与宏观硬度呈线性关系，但碳化物硬而脆，耐磨而不抗冲击，为使磨球具有较好耐磨性又有足够的韧性，限定在1.8～3.30范围内。
Si：硅可降低淬透性和促进石墨化。其含量高将粗化晶粒、降低韧性。生铁质炉料中含有一定数量的硅，但限定为0.40～1.50。
Mn：锰降低临介淬火速度，提高淬透性，促进获得马氏体组织，增加碳化物数量，细化珠光体组织，有利于提高硬度，但含量高了，增加奥氏体含量，对提高耐磨性不利，所以限定为0.60～1.40。
Cr：铬同锰一样可提高合金的硬度。此外，铬还可提高合金的耐腐蚀性能，使磨球在湿磨工况条件下延长使用寿命;提高抗回火稳定性，使磨球适合在一定温度的工况条件下工作。但含量过高，则超过低合金的范围。
Al、V、Ti、Re：微量，但却是有效的变质剂，它们可细化晶粒，固定氮和氧，因而可以降低对缺口的敏感性，提高韧性，尤其是稀土，可强烈细化铸态组织，从而提高抗冲击性能。
Mo：本发明中不外加钼，是钢铁炉料中残留的钼转移到合金之中的，它在熔炼过程中不被氧化，不能除去。但钼是有益元素，限定在0.08以下。
Cn：本发明中铜是非合金化元素，不外加，是炉料中残留的铜转移到合金之中的，限定在国标规定的优质钢中铜含量标准以下，即0.3以下。
P、S：磷和硫是有害杂质元素，越低越好，一般控制在0.1以下。
本发明由于使用Al、V、Ti、Re复合变质，使磨球在铸态就具有较高的冲击韧性，热处理后还会进一步提高，此外对硬度（HRC）和无缺口韧性（αK）两项指标可在以下范围内选择，HRC42～45，αK7.5以上;HRC48～51，αK6以上。较高的抗冲击能力，使磨球能满足φ2.7米以上中型球磨机使用要求。本发明Cu元素含量在优质钢国标规定的标准以下，尤其适合球磨铁矿粉，经φ3.6米球磨机湿态球磨铁矿粉使用证明，其磨损量是45＃钢质磨球的1/2，即耐磨性提高到2倍。
本发明用常规熔炼合金钢的方法熔炼后金属型浇注成磨球，铸态供小型球磨机使用，热处理后供中型球磨机使用。生铁质炉料和钢质炉料可用冲天炉、电弧炉或感应炉熔炼，以冲天炉-电弧炉、冲天炉-感应炉双联熔炼为佳。
实施例
采用250公斤中频感应炉熔炼后金属型浇注成φ60毫米的磨球，化学成分和物理性能如下：C 2.44，Si 1.40，Mn 0.95，Cr 1.18，Al（以加入量计）0.10，V 0.11，Ti 0.06，Re 0.035，残留Mo≤0.08，残留Cu 0.18，P 0.09，S 0.08，HRC 44～45，αK7.8。
Claims (1)
1、一种适于球磨铁矿粉的低合金白口铁铸造磨球，其特征在于：
(1)、各化学成分含量(重量%)如下：
C： 1.80～3.30， Si： 0.40～1.50，
Mn： 0.60～1.40， Cr： 1.00～3.80，
Al： 0.08～0.20， V： 0.05～0.20，
Ti： 0.04～0.15， Re： 0.03～0.10，
Mo： ≤0.08， Cu： ≤0.3
P： ≤0.1 S： ≤0.1
(2)、不用铜合金化；
(3)、用铝、钒、钛、稀土四元复合变质。
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