CN1150976A

CN1150976A - 一种低铬铸铁磨球

Info

Publication number: CN1150976A
Application number: CN 95118509
Authority: CN
Inventors: 王宇辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1997-06-04

Abstract

本发明涉及一种广泛应用于矿山、建材、电力等工业领域的磨矿介质——低铬铸铁磨球。其化学成分及含量如下(重量百分比％)：C：1.9～2.6，Mn：0.5～1.5，Cr：2～4，Si：0.5～1.5，Cu：0～1.5，Re：0.07～0.1，B：0.005～0.10，S、P≤0.1，其余为Fe，它采用了较少的合金元素，热处理工艺简单，成本低，同时具有良好的耐磨性能和优异的综合性能，不论在干式磨矿还是湿式磨矿都适用。

Description

一种低铬铸铁磨球

本发明涉及一种广泛应用于矿山、建材、电力等工业领域的磨矿介质——低铬铸铁磨球。

作为抗磨料磨损的耐磨材料磨球，一般多采用高铬磨球和普碳钢锻打球。高铬球虽然耐磨性能好，但其生产成本高，而且又消耗国家大量稀有金属铬；普碳钢锻打球耐磨性较差，不仅要消耗大量钢材，而且又增加工人的劳动强度，因此，这两种磨球均具有一定的局限性，不宜大量发展。

本发明的目的就是要提供一种耐磨性好且生产成本低的低铬铸铁磨球。

本发明所述的低铬铸铁磨球，一其化学成分及含量如下(重量百分比％)：

C：1.9～2.6

Mn：0.5～1.5

Cr：2～4

Si：0.5～1.5

Cu：0～1.5

Re：0.07～0.1

B：0.005～0.10

S.P≤0.1％

其余为Fe

1.碳[C]根据磨球的服役条件，要求既有较高的抗磨性能，又必须具有一定的冲击韧性，以防止破裂。而过高的碳含量将导致磨球在冷却结晶的过程中生成粗大的块状共晶碳化物。这不仅使磨球的机械性能急剧下降，而且在磨损过程中，也易破碎剥落，使抗磨性能降低，过低的碳含量将使共晶碳化物的数量减少，使磨球的耐磨性降低。因此在碳含量的选择上必须慎重。本发明碳控制在1.9～2.6％。

2.锰[Mn]锰能溶于铁素体和渗碳体内，增加铁与碳的亲和力，扩大奥氏体固溶区域，同时还能与硫生成MnS，从而削弱硫的有害作用。而且锰还能增加铁水的流动性。本发明锰控制在0.5～1.5％。

3.铬[Cr]铬是低铬合金白口铸铁的主要合金元素，是强碳化物形成元素，加入合金元素铬后，能有效地防止游离态的石墨产生，保证材料获得完全白口，而且使碳化物从普通渗碳体转变为M₃C型合金渗碳体，从而显著提高碳化物的显微硬度，提高材料的耐磨性。因此本发明铬控制在2～4％。

4.硅[Si]硅是显著促进石墨化元素，固溶于铁素体中提高其硬度和强度。过高的硅含量将降低磨球的耐磨性，并使材料的脆性增加，因此，在白口铸铁中硅含量不宜过高。本发明硅控制在0.5～1.5％。

5.铜[Cu]铜具有细化并增加珠光体，强化基体的作用，从而提高磨球的强度、硬度和耐蚀性能。本发明将铜控制在：0～1.5％。

6.稀土[Re]稀土与氧硫有很强的亲和能力，可同时进行脱氧、脱硫反应，净化铁水，净化晶界，增加材质的晶间结合力。另外稀土元素可抑制柱状晶成长，减少偏折，细化晶粒改善材料化学成分均匀性。故本发明稀土控制在0.07～0.19％。

7.硼[B]硼可提高基体组织的硬度并具有改善组织中碳化物形态和分布的作用，使其呈块状和断续网状分布。本发明将硼控制在0.005～0.10％。

采用水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造低铬铸铁磨球。

水玻璃砂的配比为(重量百分比)：

天然石英砂(50～100目)：100％

水玻璃[M＝2.2～2.6，比重：46～52(波美度)]：5～7％(外加)

首模浇注采用CO₂硬化，随后浇注采用模具余热自行硬化。

采用铸态金属型余热正火+450℃，保温3-5小时(空冷)；或采用900℃保温2-4小时(空冷)+260℃保温3-5小时(空冷)工艺。

热处理后金相组织为屈氏体+合金碳化物+少量索氏体。机械性能为：硬度HRC48-HRC55，冲击韧性a_k≥3J/cm²。破碎率0～1％，磨球单耗：60～90g/吨水泥，300～900g/吨铁矿。

本发明由于采用了较少的合金元素，简单独特的生产工艺，大大降低了生产成本，并且有良好的耐磨性能和优异的综合性能，不论在干式磨矿和湿式磨矿都适用。

实施例1

用于Φ2.15×11M200℃高温水泥磨1仓的磨球：(干磨)

冶炼的化学成分及加入量按下列配比(重量百分比)加入铁水中：

C：2.5％ Mn：0.9％ Cr：2.1％ Si：1.1％ Cu：0.6％

Re：0.07％ B：0.05％ S.P≤0.06％

用Re-Si(包头1号)作变质处理，加入量为金属液量的0.5％。此铸铁液在0.5吨酸性中频感应炉内熔炼在1350～1400℃温度下浇入保温冒口金属模内。

铸球采用金属型余热正火+450℃保温4小进(空冷)工艺，经检测机械性能如下：硬度HRC50，ak＝3.9J/cm²，磨球单耗68.2g/吨水泥。

实施例2

用于铜矿选厂Φ3.2×3.1球磨机(湿磨)的低铬磨球化学成分及加入量按下列配比(重量百分比)加入铁水中：

C：2.2％ Mn：0.8％ Cr：3.2％ Si：1％ Cu：1.0％

Re：0.07％ B：0.08％ S.P≤0.06％

采用与实施例1相同的冶炼方法。

热处理采用如下工艺：

正火900℃保温4小时空冷

回火260℃保温4小时空冷

经测试机械性能如下：

硬度HRC54.5，冲击韧性ak＝3.2J/cm²，金相组织为：屈氏体＋合金碳化物，磨球磨耗为610克/吨铜矿石。

Claims

1.一种低铬铸铁磨球，其特征在于：其材质化学成份及含量如下：(重量百分比％)

C：1.9～2.6

Mn：0.5～1.5

Cr：2～4

Si：0.5～1.5

Cu：0～1.5

Re：0.07～0.1

B：0.005～0.10

S.P≤0.1

其余为Fe。

2.一种低铬铸铁磨球的制备方法，其特征在于：水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造用的水玻璃砂的配比为：

天然石英砂(50～100目)：100％

M＝2.2～2.6，比重：46～52波美度的水玻璃：5～7％

首模浇注采用CO₂硬化，浇注采用模具余热自行硬化。

3.一种低铬铸铁磨球的制备方法，其特征在于：

铸态金属型余热正火+450℃保温3-5小时空冷。

4.一种低铬铸铁磨球的制备方法，其特征在于：

铸态金属型采用900℃保温2-4小时空冷+260℃保温3-5小时空冷。