一種新型奧貝氏體磨球及其生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及耐磨球【技術(shù)領(lǐng)域】，它公開(kāi)了一種新型奧貝氏體磨球及其生產(chǎn)方法，所述新型奧貝氏體磨球包括以下重量百分比的化學(xué)成分：C3.3％～3.6％，Si2.6％～3.0％，Mn0.9％～1.2％，Mo0.15％～0.2％，Cu0.3％～0.5％，S≤0.03％，P≤0.05％，Cr0.1％～0.3％，Mg0.03％～0.035％，RE0.025％～0.035％，余量為鐵。本發(fā)明配方合理，制作方法簡(jiǎn)單，原料易得，使用廢鐵屑、廢鋼作為生產(chǎn)原料，循環(huán)利用，有效節(jié)約了能源，對(duì)鐵水進(jìn)行球化處理和孕育處理，增加了鑄造磨球的韌性和強(qiáng)度，提高了鑄造磨球使用壽命；制作過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)缺損現(xiàn)象，本發(fā)明磨球具有良好的沖擊韌性，落球試驗(yàn)次數(shù)達(dá)20000次以上，未產(chǎn)生任何剝落或破裂失效現(xiàn)象。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型奧貝氏體磨球及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐磨球【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及到一種新型奧貝氏體磨球及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 常用的磨球大多采用中錳球鐵或高鉻鑄鐵等材質(zhì)制造。中錳球鐵磨球鑄造方便、 生產(chǎn)成本低，但沖擊韌性低，磨球破碎率高，而高鉻鑄鐵磨球在干磨介質(zhì)中，耐磨性好，但 生產(chǎn)成本高，破碎率也較高。因此研制并設(shè)計(jì)更為理想的抗磨損材料成為亟待解決的課題。 研制的新型低合金空淬貝氏體球墨鑄鐵磨球，具有高硬度、較好的韌性和抗沖擊磨損性，其 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，制造成本低廉。通過(guò)耐磨性試驗(yàn)對(duì)比表明：新型低合金空淬貝氏體球墨鑄鐵 磨球其使用壽命是中錳球鐵的18倍，與高鉻鑄鐵相當(dāng)，具有很高的推廣價(jià)值。
[0003] 奧氏體一貝氏體球鐵（簡(jiǎn)稱(chēng)ADI)是指通過(guò)等溫淬火，在不含合金（薄壁件）或 含有少量合金情況下得到的高強(qiáng)度、高韌性、耐磨性好的新型球鐵，其金相組織是由化學(xué)成 分、等溫溫度來(lái)確定的，它是由上貝氏體、下貝氏體、奧氏體、馬氏體以及少量碳化物等成 分以不同比例、不同組合形成的材質(zhì)。新型奧氏體一貝氏體鑄一鐵磨球提經(jīng)過(guò)嚴(yán)翻配料澆 鑄和等溫淬火熱處理工藝而生產(chǎn)出來(lái)的。根據(jù)機(jī)械工業(yè)部洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院工 藝材料研究所測(cè)試表明：該球具有良好的沖擊韌性，落球試驗(yàn)次數(shù)達(dá)20000次以上，未產(chǎn)生 任何剝落或破裂失效現(xiàn)象，抗沖擊疲勞剝落性能優(yōu)異、高硬度及較高的耐磨性，它克服了傳 統(tǒng)的耐磨球中需加入貴重的合金元素（Cr、Mo、Cu、Ni等），制造成本高，合金元素不易得到 等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型奧貝氏體磨球及其生產(chǎn)方法，成本 低，方法簡(jiǎn)單可靠。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種新型奧貝氏體磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分：C3. 3%? 3. 6 %，Si2. 6 % ?3. 0 %，Μη0· 9 % ?1. 2 %，Μ〇0· 15 % ?0· 2 %，CuO. 3 % ?0· 5 %， S 彡 0· 03%，P 彡 0· 05%，Cr0. 1%?0· 3%，MgO. 03%?0· 035%，RE0. 025%?0· 035%，余 量為鐵。
[0007] -種新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下順序步驟：
[0008] (1)配料：采用廢鐵屑、廢鋼為原料按照所生產(chǎn)新型奧貝氏體磨球的配比進(jìn)行配 料；
[0009] (2)增碳：將增碳劑用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在中頻爐底部，
[0010] (3)熔煉：將配好的原料置入中頻電爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1530?1550°C ;
[0011] (4)增硅：向元素合格的鐵水中添加增硅劑，攪拌均勻；
[0012] (5)球化與孕育：采用包內(nèi)沖入法將球化劑放在鐵水包底部，鐵水包底部做壩，使 鐵水可以對(duì)流，在球化劑上覆蓋一層孕育劑，加入量為孕育劑總量的三分之二，然后出鐵， 球化處理溫度為：1480?1500°C，球化處理反應(yīng)時(shí)間為：3 - 5分鐘；當(dāng)鐵水出爐三分之 二時(shí)，在鐵水中加入孕育劑，隨鐵水流入到鐵水包中，加入量為孕育劑總量的三分之一；每 l〇〇kg的鐵水加1. 3kg的球化劑，每100kg的鐵水加0. 8kg的孕育劑；
[0013] (6)澆注：對(duì)球化孕育處理后的鐵水進(jìn)行檢驗(yàn)分析合格后進(jìn)行澆注，鐵水澆注溫 度為 1360°C?1380°C ;
[0014] (7)熱處理：冷卻3-6小時(shí)后開(kāi)模，將冷卻后的產(chǎn)品進(jìn)行分離、精磨，將精磨后的 產(chǎn)品放入熱處理爐里，保溫溫度在880- 920°C，保溫2?2. 5小時(shí)后，放入等溫淬火鹽浴槽 中淬火，淬火溫度為270- 320°C，淬火時(shí)間為90-160分鐘，然后空冷即可。
[0015] 作為優(yōu)選的，所述步驟（1)的原料組分重量百分比為：50%廢鋼屑，50%廢鋼。
[0016] 作為優(yōu)選的，所述步驟（2)的增碳劑為石墨電極。
[0017] 作為優(yōu)選的，所述步驟（4)的增硅劑為硅鐵。
[0018] 作為優(yōu)選的，所述步驟（5)的球化劑選用氧化鎂的含量小于等于0. 05%的稀土合 金。
[0019] 作為優(yōu)選的，所述步驟（5)的孕育劑為稀土硅鐵鎂合金。
[0020] 本發(fā)明有益效果：本發(fā)明配方合理，制作方法簡(jiǎn)單，原料易得，使用廢鐵屑、廢鋼作 為生產(chǎn)原料，循環(huán)利用，有效節(jié)約了能源，對(duì)鐵水進(jìn)行球化處理和孕育處理，增加了鑄造磨 球的韌性和強(qiáng)度，提高了鑄造磨球使用壽命；制作過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)缺損現(xiàn)象，本發(fā)明磨球具有 良好的沖擊韌性，落球試驗(yàn)次數(shù)達(dá)20000次以上，未產(chǎn)生任何剝落或破裂失效現(xiàn)象。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。
[0022] 實(shí)施例一：
[0023] -種新型奧貝氏體磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分：C3. 6%， Si3. 0%,Mnl. 2%,M〇0. 2%, CuO. 5%, SO. 03%, P0. 05%, CrO. 3%,MgO. 035%, REO. 035%, 余量為鐵。
[0024] 所述新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法包括以下順序步驟：
[0025] (1)配料：采用廢鐵屑、廢鋼為原料按照所生產(chǎn)新型奧貝氏體磨球的配比進(jìn)行配 料：50%廢鋼屑，50%廢鋼；
[0026] (2)增碳：將增碳劑石墨電極用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在中頻爐底部，
[0027] (3)熔煉：將配好的原料置入中頻電爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1550°C ;
[0028] (4)增硅：向元素合格的鐵水中添加增硅劑硅鐵，攪拌均勻；
[0029] (5)球化與孕育：采用包內(nèi)沖入法將氧化鎂的含量小于0. 05%的球化劑放在鐵水 包底部，鐵水包底部做壩，使鐵水可以對(duì)流，在球化劑上覆蓋一層孕育劑稀土硅鐵鎂合金， 加入量為孕育劑稀土硅鐵鎂合金總量的三分之二，然后出鐵，球化處理溫度為：1500°C，球 化處理反應(yīng)時(shí)間為：5分鐘；當(dāng)鐵水出爐三分之二時(shí)，在鐵水中加入孕育劑稀土硅鐵鎂合 金，隨鐵水流入到鐵水包中，加入量為孕育劑稀土硅鐵鎂合金總量的三分之一；每l〇〇kg的 鐵水加1. 3kg的球化劑，每100kg的鐵水加0. 8kg的孕育劑；
[0030] (6)澆注：對(duì)球化孕育處理后的鐵水進(jìn)行檢驗(yàn)分析合格后進(jìn)行澆注，鐵水澆注溫 度為 1380°C ;
[0031] (7)熱處理：冷卻6小時(shí)后開(kāi)模，將冷卻后的產(chǎn)品進(jìn)行分離、精磨，將精磨后的產(chǎn)品 放入熱處理爐里，保溫溫度在920°C，保溫2. 5小時(shí)后，放入等溫淬火鹽浴槽中淬火，淬火溫 度為320°C，淬火時(shí)間為160分鐘，然后空冷即可。
[0032] 本發(fā)明產(chǎn)品硬度HRC達(dá)到66上，達(dá)到高鉻球的硬度沖擊韌性大于14J/cm2,回火后 的落球次數(shù)大于25000次，并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沖擊碰撞后的硬度HRC達(dá)到62。
[0033] 實(shí)施例二：
[0034] 一種新型奧貝氏體磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分：C3. 3%， Si2. 6%，Μη0· 9%，Μ〇0· 15%，CuO. 3%，CrO. 1%，MgO. 03%，RE0. 025%，余量為鐵。
[0035] 所述新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法包括以下順序步驟：
[0036] (1)配料：采用廢鐵屑、廢鋼為原料按照所生產(chǎn)新型奧貝氏體磨球的配比進(jìn)行配 料：50%廢鋼屑，50%廢鋼；
[0037] (2)增碳：將增碳劑石墨電極用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在中頻爐底部，
[0038] (3)熔煉：將配好的原料置入中頻電爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1530°C ;
[0039] (4)增硅：向元素合格的鐵水中添加增硅劑硅鐵，攪拌均勻；
[0040] (5)球化與孕育：采用包內(nèi)沖入法將氧化鎂的含量為0. 05%的球化劑放在鐵水包 底部，鐵水包底部做壩，使鐵水可以對(duì)流，在球化劑上覆蓋一層孕育劑稀土硅鐵鎂合金，力口 入量為孕育劑稀土硅鐵鎂合金總量的三分之二，然后出鐵，球化處理溫度為：1480°C，球化 處理反應(yīng)時(shí)間為：3分鐘；當(dāng)鐵水出爐三分之二時(shí)，在鐵水中加入孕育劑稀土硅鐵鎂合金， 隨鐵水流入到鐵水包中，加入量為孕育劑稀土硅鐵鎂合金總量的三分之一；每l〇〇kg的鐵 水加1. 3kg的球化劑，每100kg的鐵水加0. 8kg的孕育劑；
[0041] (6)澆注：對(duì)球化孕育處理后的鐵水進(jìn)行檢驗(yàn)分析合格后進(jìn)行澆注，鐵水澆注溫 度為 1360°C°C ;
[0042] (7)熱處理：冷卻3小時(shí)后開(kāi)模，將冷卻后的產(chǎn)品進(jìn)行分離、精磨，將精磨后的產(chǎn)品 放入熱處理爐里，保溫溫度在880°C，保溫2小時(shí)后，放入等溫淬火鹽浴槽中淬火，淬火溫度 為270°C，淬火時(shí)間為90分鐘，然后空冷即可。
[0043] 本發(fā)明產(chǎn)品硬度HRC達(dá)到65,達(dá)到高鉻球的硬度沖擊韌性大于15J/cm2,回火后的 落球次數(shù)大于28000次，并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沖擊碰撞后的硬度HRC達(dá)到64。
[0044] 實(shí)施例三：
[0045] 一種新型奧貝氏體磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分：C3. 45%， Si2. 8 %, Mnl. 0 %, M〇0. 18 %, CuO. 4 %, SO. 015 %, P0. 025 %, CrO. 2 %, MgO. 033 %, RE0. 03%，余量為鐵。
[0046] 所述新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法包括以下順序步驟：
[0047] (1)配料：采用廢鐵屑、廢鋼為原料按照所生產(chǎn)新型奧貝氏體磨球的配比進(jìn)行配 料：50%廢鋼屑，50%廢鋼；
[0048] (2)增碳：將增碳劑石墨電極用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在中頻爐底部，
[0049] (3)熔煉：將配好的原料置入中頻電爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1540°C ;
[0050] (4)增硅：向元素合格的鐵水中添加增硅劑硅鐵，攪拌均勻；
[0051] (5)球化與孕育：采用包內(nèi)沖入法將氧化鎂的含量小于0. 05%的球化劑放在鐵水 包底部，鐵水包底部做壩，使鐵水可以對(duì)流，在球化劑上覆蓋一層孕育劑稀土硅鐵鎂合金， 加入量為孕育劑稀土硅鐵鎂合金總量的三分之二，然后出鐵，球化處理溫度為：1490°C，球 化處理反應(yīng)時(shí)間為：4分鐘；當(dāng)鐵水出爐三分之二時(shí)，在鐵水中加入孕育劑，隨鐵水流入到 鐵水包中，加入量為孕育劑稀土硅鐵鎂合金總量的三分之一；每l〇〇kg的鐵水加1. 3kg的球 化劑，每l〇〇kg的鐵水加0. 8kg的孕育劑；
[0052] (6)澆注：對(duì)球化孕育處理后的鐵水進(jìn)行檢驗(yàn)分析合格后進(jìn)行澆注，鐵水澆注溫 度為 1370°C ;
[0053] (7)熱處理：冷卻5小時(shí)后開(kāi)模，將冷卻后的產(chǎn)品進(jìn)行分離、精磨，將精磨后的產(chǎn)品 放入熱處理爐里，保溫溫度在900°C，保溫2. 3小時(shí)后，放入等溫淬火鹽浴槽中淬火，淬火溫 度為300°C，淬火時(shí)間為120分鐘，然后空冷即可。
[0054] 本發(fā)明產(chǎn)品硬度HRC達(dá)到68,達(dá)到高鉻球的硬度沖擊韌性大于16J/cm2,回火后的 落球次數(shù)大于24000次，并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沖擊碰撞后的HRC達(dá)到70。
[0055] 本發(fā)明配方合理，制作方法簡(jiǎn)單，原料易得，使用廢鐵屑、廢鋼作為生產(chǎn)原料，循環(huán) 利用，有效節(jié)約了能源，對(duì)鐵水進(jìn)行球化處理和孕育處理，增加了鑄造磨球的韌性和強(qiáng)度， 提高了鑄造磨球使用壽命；制作過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)缺損現(xiàn)象，本發(fā)明磨球具有良好的沖擊韌性， 落球試驗(yàn)次數(shù)達(dá)20000次以上，未產(chǎn)生任何剝落或破裂失效現(xiàn)象。
[0056] 最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì) 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型奧貝氏體磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分：C3. 3%? 3. 6 %，Si2. 6 % ?3. 0 %，ΜηΟ· 9 % ?1. 2 %，Μ〇0· 15 % ?0· 2 %，CuO. 3 % ?0· 5 %， S 彡 0· 03%，P 彡 0· 05%，Cr0. 1%?0· 3%，MgO. 03%?0· 035%，RE0. 025%?0· 035%，余 量為鐵。
2. -種權(quán)利要求1所述的新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下順序 步驟： (1) 配料：采用廢鐵屑、廢鋼為原料按照所生產(chǎn)新型奧貝氏體磨球的配比進(jìn)行配料； (2) 增碳：將增碳劑用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在中頻爐底部， (3) 熔煉：將配好的原料置入中頻電爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1530?1550°C ; (4) 增硅：向元素合格的鐵水中添加增硅劑，攪拌均勻； (5) 球化與孕育：采用包內(nèi)沖入法將球化劑放在鐵水包底部，鐵水包底部做壩，使鐵水 可以對(duì)流，在球化劑上覆蓋一層孕育劑，加入量為孕育劑總量的三分之二，然后出鐵，球化 處理溫度為：1480?1500°C，球化處理反應(yīng)時(shí)間為：3?5分鐘；當(dāng)鐵水出爐三分之二時(shí)，在 鐵水中加入孕育劑，隨鐵水流入到鐵水包中，加入量為孕育劑總量的三分之一；每l〇〇kg的 鐵水加1. 3kg的球化劑，每100kg的鐵水加0. 8kg的孕育劑； (6) 澆注：對(duì)球化孕育處理后的鐵水進(jìn)行檢驗(yàn)分析合格后進(jìn)行澆注，鐵水澆注溫度為 1360°C ?1380°C ; (7) 熱處理：冷卻3- 6小時(shí)后開(kāi)模，將冷卻后的產(chǎn)品進(jìn)行分離、精磨，將精磨后的產(chǎn)品 放入熱處理爐里，保溫溫度在880- 920°C，保溫2?2. 5小時(shí)后，放入等溫淬火鹽浴槽中淬 火，淬火溫度為270- 320°C，淬火時(shí)間為90-160分鐘，然后空冷即可。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟（1)的 原料組分重量百分比為：50%廢鋼屑，50 %廢鋼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟（2)的 增碳劑為石墨電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟（4)的 增硅劑為硅鐵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟（5)的 球化劑選用氧化鎂的含量小于等于〇. 05%的稀土合金。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型奧貝氏體磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟（5)的 孕育劑為稀土娃鐵鎂合金。
【文檔編號(hào)】C21C1/08GK104152786SQ201410356229
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】汪德發(fā) 申請(qǐng)人:寧國(guó)市開(kāi)源電力耐磨材料有限公司