CN112662981B - 一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法 - Google Patents

一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112662981B
CN112662981B CN202011347974.9A CN202011347974A CN112662981B CN 112662981 B CN112662981 B CN 112662981B CN 202011347974 A CN202011347974 A CN 202011347974A CN 112662981 B CN112662981 B CN 112662981B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wear
resistant ball
coating
hardness
ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011347974.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112662981A (zh
Inventor
周云霞
彭宗华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Ruitai New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Ruitai New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Ruitai New Material Technology Co ltd filed Critical Anhui Ruitai New Material Technology Co ltd
Priority to CN202011347974.9A priority Critical patent/CN112662981B/zh
Publication of CN112662981A publication Critical patent/CN112662981A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112662981B publication Critical patent/CN112662981B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法，包括：用电炉熔炼得到钢水，然后浇铸得到坯体，将坯体加热、轧制成球，冷却后得到耐磨球基体；采用电弧喷涂法将粉芯丝材喷涂在所述耐磨球基体表面形成涂层，得到含涂层的耐磨球；将含涂层的耐磨球加热进行脉冲磁场处理，得到一次处理涂层耐磨球；将一次处理涂层耐磨球进行热等静压处理，然后冷却至室温，再经过低温回火，冷却后得到高硬度涂层耐磨球。本发明的耐磨球涂层结合强度高、硬度高，不易剥落且具有优良的耐磨性能，可以有效提高耐磨球的使用寿命。

Description

一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法。
背景技术
耐磨球是最常用的、消耗量最大的工业研磨介质，广泛应用于冶金矿山、水泥建材、火力发电等行业的研磨工序中。由于磨球的磨损量大，在实际应用中需要经常更换，不仅提高生产成本，而且由于更换磨球需要占用大量生产时间，也降低了生产效率。因此，如何提高耐磨球的硬度，降低磨耗，延长耐磨球的使用寿命，成为备受关注的热点。在耐磨球表面形成具有高硬度的涂层可以提高磨球的耐磨性能，但是耐磨球表面的涂层存在着抗冲击韧性不强、易开裂的问题，而且涂层与基体的结合强度较低，限制了涂层对耐磨球基体的保护能力，其结果往往是难以达到预期的降低球耗、延长使用寿命的效果。
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硬度涂层耐磨球及其制备方法。
本发明提出的一种高硬度涂层耐磨球的制备方法，包括以下步骤：
S1、用电炉熔炼得到下述质量百分比化学成分的钢水：C：0.5-0.8％、Si：1.0-1.5％、Mn：1.4-1.8％、Cr：0.5-0.8％、B：0.001-0.002％、余量为Fe和不可避免的杂质，然后将所述钢水浇铸得到坯体，将坯体加热、轧制成球，冷却后得到耐磨球基体；
S2、采用电弧喷涂法将粉芯丝材喷涂在所述耐磨球基体表面形成涂层，得到含涂层的耐磨球，所述粉芯丝材包括粉芯和外皮，所述粉芯包括下述质量百分比的成分：Cr3C2：50-60％、Cr：3-8％、Mn：2-4％、B：1-2％、Si：1-1.5％、余量为Fe，所述外皮为不锈钢带；
S3、将所述含涂层的耐磨球加热至880-920℃，然后在脉冲磁场的作用下保温20-30min，得到一次处理涂层耐磨球；
S4、将所述一次处理涂层耐磨球空冷至820-850℃，然后置于热等静压设备中，在压强为80-100MPa的条件下保温3-5min，然后冷却至室温，再经过低温回火，冷却后得到高硬度涂层耐磨球。
优选地，所述粉芯的质量占粉芯丝材总质量的35-40％。
优选地，所述不锈钢带为304不锈钢带或316不锈钢带。
优选地，所述耐磨球基体表面形成涂层的厚度为0.3-0.4mm。
优选地，所述步骤S3中，脉冲磁场的磁场强度为0.6-1T，脉冲频率为1-5HZ。
优选地，所述步骤S2中，电弧喷涂的工艺参数如下：压缩空气压力0.4-0.6MPa、喷涂距离150-200mm、电流200-220A，电压28-30V。
优选地，所述步骤S4中，低温回火的温度为200-240℃，时间为30-90min。
优选地，所述步骤S1中，电炉熔炼的温度为1520-1560℃。
优选地，所述步骤S1中，将坯体加热至1060-1120℃，然后轧制成球，冷却后得到耐磨球基体。
一种高硬度涂层耐磨球，由所述制备方法得到。
本发明的有益效果如下：
本发明通过电弧喷涂在耐磨球基体上制备涂层，通过对电弧喷涂粉芯丝材成分的调整，使涂层具有高硬度，通过后续脉冲磁场处理+热等静压处理，其中脉冲磁场处理可以起到提高位错密度、细化晶粒的作用，有利于进一步提高涂层硬度，也可以促进涂层与基体界面的相互扩散，提高涂层的结合强度，而热等静压处理可以减少涂层和基体中的疏松孔隙结构，而且使晶粒细化、组织均匀化，提高耐磨球的强韧性，同时可以进一步促进涂层与基体界面的相互扩散，加强冶金结合，更好地提高涂层的结合强度。本发明通过选用合适的工艺条件，在大幅度提高涂层结合强度、减少涂层剥落失效的同时，使耐磨球具有高硬度、高韧性，从而有效提高耐磨球的耐磨性能和抗破碎性能，延长了耐磨球的使用寿命。
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
一种高硬度涂层耐磨球的制备方法，包括以下步骤：
S1、用电炉在1520℃熔炼得到下述质量百分比化学成分的钢水：C：0.5％、Si：1.0％、Mn：1.4％、Cr：0.8％、B：0.001％、余量为Fe和不可避免的杂质，然后将所述钢水浇铸得到坯体，将坯体加热至1060℃，然后轧制成球，冷却后得到耐磨球基体；
S2、采用电弧喷涂法将粉芯丝材喷涂在所述耐磨球基体表面形成厚度为0.3mm的涂层，得到含涂层的耐磨球，其中粉芯丝材包括粉芯和外皮，粉芯的质量占粉芯丝材总质量的40％，粉芯包括下述质量百分比的成分：Cr3C2：50％、Cr：3％、Mn：2％、B：1％、Si：1％、余量为Fe，外皮为304不锈钢带，其中电弧喷涂的工艺参数如下：压缩空气压力0.4MPa、喷涂距离150mm、电流200A，电压28V；
S3、将所述含涂层的耐磨球加热至880℃，然后在磁场强度为0.6T，脉冲频率为1HZ的脉冲磁场作用下保温20min，得到一次处理涂层耐磨球；
S4、将所述一次处理涂层耐磨球空冷至820℃，然后置于热等静压设备中，在压强为80MPa的条件下保温5min，然后冷却至室温，再在200℃低温回火90min，冷却后得到高硬度涂层耐磨球。
实施例2
一种高硬度涂层耐磨球的制备方法，包括以下步骤：
S1、用电炉在1560℃熔炼得到下述质量百分比化学成分的钢水：C：0.8％、Si：1.5％、Mn：1.8％、Cr：0.5％、B：0.002％、余量为Fe和不可避免的杂质，然后将所述钢水浇铸得到坯体，将坯体加热至1120℃，然后轧制成球，冷却后得到耐磨球基体；
S2、采用电弧喷涂法将粉芯丝材喷涂在所述耐磨球基体表面形成厚度为0.4mm的涂层，得到含涂层的耐磨球，其中粉芯丝材包括粉芯和外皮，粉芯的质量占粉芯丝材总质量的35％，粉芯包括下述质量百分比的成分：Cr3C2：60％、Cr：8％、Mn：4％、B：2％、Si：1.5％、余量为Fe，外皮为304不锈钢带，其中电弧喷涂的工艺参数如下：压缩空气压力0.6MPa、喷涂距离200mm、电流220A，电压30V；
S3、将所述含涂层的耐磨球加热至920℃，然后在磁场强度为1T，脉冲频率为5HZ的脉冲磁场作用下保温30min，得到一次处理涂层耐磨球；
S4、将所述一次处理涂层耐磨球空冷至850℃，然后置于热等静压设备中，在压强为100MPa的条件下保温3min，然后冷却至室温，再在240℃低温回火30min，冷却后得到高硬度涂层耐磨球。
实施例3
一种高硬度涂层耐磨球的制备方法，包括以下步骤：
S1、用电炉在1550℃熔炼得到下述质量百分比化学成分的钢水：C：0.6％、Si：1.2％、Mn：1.6％、Cr：0.6％、B：0.0015％、余量为Fe和不可避免的杂质，然后将所述钢水浇铸得到坯体，将坯体加热至1100℃，然后轧制成球，冷却后得到耐磨球基体；
S2、采用电弧喷涂法将粉芯丝材喷涂在所述耐磨球基体表面形成厚度为0.35mm的涂层，得到含涂层的耐磨球，其中粉芯丝材包括粉芯和外皮，粉芯的质量占粉芯丝材总质量的38％，粉芯包括下述质量百分比的成分：Cr3C2：55％、Cr：5％、Mn：3％、B：1.5％、Si：1.4％、余量为Fe，外皮为304不锈钢带，其中电弧喷涂的工艺参数如下：压缩空气压力0.5MPa、喷涂距离180mm、电流215A，电压29V；
S3、将所述含涂层的耐磨球加热至900℃，然后在磁场强度为0.8T，脉冲频率为3HZ的脉冲磁场作用下保温25min，得到一次处理涂层耐磨球；
S4、将所述一次处理涂层耐磨球空冷至840℃，然后置于热等静压设备中，在压强为90MPa的条件下保温4min，然后冷却至室温，再在220℃低温回火60min，冷却后得到高硬度涂层耐磨球。
对比例1
一种含涂层的耐磨球的制备方法，包括以下步骤：
S1、用电炉在1550℃熔炼得到下述质量百分比化学成分的钢水：C：0.6％、Si：1.2％、Mn：1.6％、Cr：0.6％、B：0.0015％、余量为Fe和不可避免的杂质，然后将所述钢水浇铸得到坯体，将坯体加热至1100℃，然后轧制成球，冷却至室温，再在220℃低温回火60min，冷却后得到耐磨球基体；
S2、采用电弧喷涂法将粉芯丝材喷涂在所述耐磨球基体表面形成厚度为0.35mm的涂层，得到含涂层的耐磨球，其中粉芯丝材包括粉芯和外皮，粉芯的质量占粉芯丝材总质量的38％，粉芯包括下述质量百分比的成分：Cr3C2：55％、Cr：5％、Mn：3％、B：1.5％、Si：1.4％、余量为Fe，外皮为304不锈钢带，其中电弧喷涂的工艺参数如下：压缩空气压力0.5MPa、喷涂距离180mm、电流215A，电压29V。
将实施例3和对比例1制得的耐磨球进行性能测试，其中硬度测试参照GB/T8640-1988，涂层结合强度测试参照ASTM C633-2013。测试结果如表1所示：
表1耐磨球性能测试结果
测试项目 实施例3 对比例1
硬度(HRC) 70 68
涂层结合强度(MPa) 62.4 48.5
由此可见，本发明的耐磨球涂层结合强度高、硬度高，不易剥落且具有优良的耐磨性能，可以有效提高耐磨球的使用寿命。
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)

1.一种高硬度涂层耐磨球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、用电炉熔炼得到下述质量百分比化学成分的钢水：C：0.5-0.8％、Si：1.0-1.5％、Mn：1.4-1.8％、Cr：0.5-0.8％、B：0.001-0.002％、余量为Fe和不可避免的杂质，然后将所述钢水浇铸得到坯体，将坯体加热、轧制成球，冷却后得到耐磨球基体；
S2、采用电弧喷涂法将粉芯丝材喷涂在所述耐磨球基体表面形成涂层，得到含涂层的耐磨球，所述粉芯丝材包括粉芯和外皮，所述粉芯包括下述质量百分比的成分：Cr3C2：50-60％、Cr：3-8％、Mn：2-4％、B：1-2％、Si：1-1.5％、余量为Fe，所述外皮为不锈钢带；所述粉芯的质量占粉芯丝材总质量的35-40％；所述耐磨球基体表面形成涂层的厚度为0.3-0.4mm；
S3、将所述含涂层的耐磨球加热至880-920℃，然后在脉冲磁场的作用下保温20-30min，得到一次处理涂层耐磨球；所述脉冲磁场的磁场强度为0.6-1T，脉冲频率为1-5HZ；
S4、将所述一次处理涂层耐磨球空冷至820-850℃，然后置于热等静压设备中，在压强为80-100MPa的条件下保温3-5min，然后冷却至室温，再经过低温回火，冷却后得到高硬度涂层耐磨球。
2.根据权利要求1所述的高硬度涂层耐磨球的制备方法，其特征在于，所述不锈钢带为304不锈钢带或316不锈钢带。
3.根据权利要求1所述的高硬度涂层耐磨球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，电弧喷涂的工艺参数如下：压缩空气压力0.4-0.6MPa、喷涂距离150-200mm、电流200-220A，电压28-30V。
4.根据权利要求1所述的高硬度涂层耐磨球的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，低温回火的温度为200-240℃，时间为30-90min。
5.根据权利要求1所述的高硬度涂层耐磨球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，电炉熔炼的温度为1520-1560℃。
6.根据权利要求1所述的高硬度涂层耐磨球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将坯体加热至1060-1120℃，然后轧制成球，冷却后得到耐磨球基体。
7.一种高硬度涂层耐磨球，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述制备方法得到。
CN202011347974.9A 2020-11-26 2020-11-26 一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法 Active CN112662981B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011347974.9A CN112662981B (zh) 2020-11-26 2020-11-26 一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011347974.9A CN112662981B (zh) 2020-11-26 2020-11-26 一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112662981A CN112662981A (zh) 2021-04-16
CN112662981B true CN112662981B (zh) 2023-08-18

Family

ID=75404144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011347974.9A Active CN112662981B (zh) 2020-11-26 2020-11-26 一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112662981B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115852269B (zh) * 2022-12-22 2024-04-09 美利林科技(攀枝花)有限公司 一种球磨机用高硬度耐磨球及其制备工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101579958A (zh) * 2009-06-29 2009-11-18 中国科学院等离子体物理研究所 一种钢基多功能陶瓷复合涂层及其制备方法
CN102965612A (zh) * 2012-11-07 2013-03-13 大连理工大学 一种核主泵零部件用WC-Ni硬质合金涂层制备方法
CN103451589A (zh) * 2013-08-28 2013-12-18 黑龙江八一农垦大学 农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料及等离子喷涂方法
CN107779809A (zh) * 2017-10-23 2018-03-09 宁国市正兴耐磨材料有限公司 一种复合涂层耐磨球的制备方法
CN108842041A (zh) * 2018-07-13 2018-11-20 宁国市正兴耐磨材料有限公司 一种可用于研磨强氧化性材料的多层耐磨球及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101579958A (zh) * 2009-06-29 2009-11-18 中国科学院等离子体物理研究所 一种钢基多功能陶瓷复合涂层及其制备方法
CN102965612A (zh) * 2012-11-07 2013-03-13 大连理工大学 一种核主泵零部件用WC-Ni硬质合金涂层制备方法
CN103451589A (zh) * 2013-08-28 2013-12-18 黑龙江八一农垦大学 农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料及等离子喷涂方法
CN107779809A (zh) * 2017-10-23 2018-03-09 宁国市正兴耐磨材料有限公司 一种复合涂层耐磨球的制备方法
CN108842041A (zh) * 2018-07-13 2018-11-20 宁国市正兴耐磨材料有限公司 一种可用于研磨强氧化性材料的多层耐磨球及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112662981A (zh) 2021-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101519778B (zh) 一种穿孔顶头表面强化的激光熔覆方法
CN103866319B (zh) 锆合金表面制备镍基耐热耐磨涂层的激光熔覆方法
CN106811673B (zh) 一种耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球及其制备方法
CN102433513B (zh) 一种低合金耐热高强钢构件的制备及热处理方法
CN102505098B (zh) 一种低合金耐热高强钢构件
CN108714695B (zh) 一种成分和组织双重梯度复合材料的制备方法
CN106756742B (zh) 一种用于金属轧辊表面强化涂层的电火花沉积方法
CN112662981B (zh) 一种高硬度涂层耐磨球及其制备方法
CN113564577A (zh) 一种铜基表面金属间化合物强化梯度高熵合金的涂层及制备方法
CN103361570A (zh) 一种马氏体不锈钢环形锻件及其热处理工艺
CN103436802A (zh) 轧制钛板用的热轧辊及其制造方法
CN111500831A (zh) 一种17-4ph基座的热处理工艺
CN113136531A (zh) 一种粉末冶金不锈钢及其制备方法
CN101092658A (zh) 延长链篦机－回转窑球团生产装备关键零部件寿命的方法
CN113564511A (zh) 一种硅锰低合金耐磨球的制作工艺
CN109868469B (zh) 一种用于激光制造轧机牌坊和轧辊轴承座复合衬板的粉末材料及其制造方法
CN103397124B (zh) 一种高炉冷却壁防护方法及防护涂层
CN112474825B (zh) 控制316ln核电钢轧制表面裂纹的方法
CN115179615A (zh) 一种高强塑性304/高锰钢复合板及其制备方法
CN101487104A (zh) 一种碳钢/不锈钢复合材料及制备方法
CN109487268B (zh) 一种在低碳钢表面制备高强度耐磨耐蚀复合涂层的方法
CN113664462A (zh) 一种不锈钢包覆碳钢复合板的短流程制备方法
CN112893850A (zh) 高频熔覆钢结硬质合金复合布料器溜槽衬板的制造方法
CN102758166B (zh) 复合材料冷轧辊加工工艺
CN115449806B (zh) 一种提高弹簧钢显微组织均匀性的生产工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant