本發(fā)明涉及耐磨球領(lǐng)域，尤其涉及一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球及其制備方法。

背景技術(shù)：

球磨機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的高細(xì)磨機(jī)械之一。耐磨件是球磨機(jī)設(shè)備研磨物料介質(zhì)，通過(guò)耐磨件之間、耐磨件與物料之間的碰撞摩擦產(chǎn)生磨剝作用，是重要的基礎(chǔ)零部件，其廣泛用于礦山、水泥廠和發(fā)電廠的生產(chǎn)工藝過(guò)程中?，F(xiàn)有技術(shù)中，耐磨球還無(wú)法完全滿(mǎn)足性能需求，如何有效提高耐磨球的硬度和韌性是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球及其制備方法。本發(fā)明通過(guò)對(duì)組分進(jìn)行合理選擇，有效提升了耐磨球的硬度和韌性，延長(zhǎng)了使用壽命。

本發(fā)明提出的一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：2.74-2.94％，Mn：1.24-1.28％，S：0.046-0.050％，P：0.051-0.055％，Si：0.71-0.91％，Cr：14.83-16.83％，Mo：0.14-0.18％，V：0.05-0.09％，W：0.01-0.02％，Ti：0.02-0.06％，Bi：0.01-0.03％，稀土：0.005-0.015％，Nb：0.24-0.28％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，C含量與Si含量之比C/Si以重量比計(jì)，滿(mǎn)足54.8＜C/Si＜73.5。

優(yōu)選地，Mn、Si及Cr的合計(jì)含量(Mn+Si+Cr)與C的含量之比(Mn+Si+Cr)/C以重量比計(jì)，滿(mǎn)足5.7＜(Mn+Si+Cr)/C＜6.6。

優(yōu)選地，Mn和Si的合計(jì)含量(Mn+Si)與稀土含量之比(Mn+Si)/稀土以重量比計(jì)，滿(mǎn)足130＜(Mn+Si)/稀土＜438。

優(yōu)選地，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：2.76-2.92％，Mn：1.25-1.27％，S：0.047-0.049％，P：0.052-0.054％，Si：0.73-0.89％，Cr：14.85-16.81％，Mo：0.15-0.17％，V：0.06-0.08％，W：0.012-0.018％，Ti：0.03-0.05％，Bi：0.015-0.025％，稀土：0.008-0.012％，Nb：0.25-0.27％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：2.84％，Mn：1.26％，S：0.048％，P：0.053％，Si：0.81％，Cr：15.83％，Mo：0.16％，V：0.07％，W：0.015％，Ti：0.04％，Bi：0.02％，稀土：0.010％，Nb：0.26％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠和鈮塊進(jìn)行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理；

S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：2.74-2.94％，Mn：1.24-1.28％，S：0.046-0.050％，P：0.051-0.055％，Si：0.71-0.91％，Cr：14.83-16.83％，Mo：0.14-0.18％，V：0.05-0.09％，W：0.01-0.02％，Ti：0.02-0.06％，Bi：0.01-0.03％，稀土：0.005-0.015％，Nb：0.24-0.28％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至960-990℃，保溫15-25min，空冷至室溫，然后升溫至550-650℃，保溫25-35min，然后空冷至室溫得高鉻高硬度高韌性的耐磨球。

優(yōu)選地，S1中，熔煉的溫度為1400-1450℃。

優(yōu)選地，S1中，球化處理的溫度為1450-1550℃。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)高鉻高硬度高韌性的耐磨球的組分進(jìn)行合理選擇，并控制P、S兩種雜質(zhì)的含量，同時(shí)當(dāng)鋼球中含鉻量達(dá)到一定比例時(shí)，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼球表面形成一層很薄的氧化膜，可阻止鋼球的基體進(jìn)一步腐蝕，提升了耐磨球的硬度和韌性，延長(zhǎng)了使用壽命；控制碳元素和硅元素的配比，使得碳元素在一定硅元素的前提下，保持在一定范圍內(nèi)，有效提高了本發(fā)明耐磨球的硬度?？刂棋i元素、硅元素和鉻元素的合計(jì)含量與碳元素含量的配比，使得錳元素、硅元素和鉻元素的合計(jì)含量在一定碳元素含量的前提下，保持在一定范圍內(nèi)，有效提高了本發(fā)明耐磨球優(yōu)異的硬度和韌性。控制錳元素和硅元素的合計(jì)含量與碳元素的含量配比，是的錳元素和硅元素的合計(jì)含量在一定碳元素含量得基礎(chǔ)上，保持在一定范圍內(nèi)，錳元素和硅元素的合計(jì)含量控制在一定范圍內(nèi)，錳是使Y相區(qū)擴(kuò)大的合金元素，它可使鋼的淬透性增加，使Ms點(diǎn)降低，促進(jìn)奧氏體晶粒長(zhǎng)大，硅是使Y相區(qū)封閉的合金元素，它可使鋼的淬透性略有提高，使鋼的屈服強(qiáng)度有所提高。鋼中同時(shí)加入硅和錳兩種合金元素，可以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，減弱二者的缺。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：2.84％，Mn：1.26％，S：0.048％，P：0.053％，Si：0.81％，Cr：15.83％，Mo：0.16％，V：0.07％，W：0.015％，Ti：0.04％，Bi：0.02％，稀土：0.010％，Nb：0.26％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

實(shí)施例2

本發(fā)明的一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠和鈮塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為1400℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，球化處理的溫度為1550℃；

S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：2.74％，Mn：1.28％，S：0.046％，P：0.055％，Si：0.71％，Cr：16.83％，Mo：0.14％，V：0.09％，W：0.01％，Ti：0.06％，Bi：0.01％，稀土：0.015％，Nb：0.24％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至960℃，保溫25min，空冷至室溫，然后升溫至550℃，保溫35min，然后空冷至室溫得高鉻高硬度高韌性的耐磨球。

實(shí)施例3

本發(fā)明的一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠和鈮塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為1450℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，球化處理的溫度為1450℃；

S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：2.94％，Mn：1.24％，S：0.050％，P：0.051％，Si：0.91％，Cr：14.83％，Mo：0.18％，V：0.05％，W：0.02％，Ti：0.02％，Bi：0.03％，稀土：0.005％，Nb：0.28％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至990℃，保溫15min，空冷至室溫，然后升溫至650℃，保溫25min，然后空冷至室溫得高鉻高硬度高韌性的耐磨球。

實(shí)施例4

本發(fā)明的一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠和鈮塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為1415℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，球化處理的溫度為1540℃；

S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：2.76％，Mn：1.27％，S：0.047％，P：0.054％，Si：0.73％，Cr：16.81％，Mo：0.15％，V：0.08％，W：0.012％，Ti：0.05％，Bi：0.015％，稀土：0.012％，Nb：0.25％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至965℃，保溫22min，空冷至室溫，然后升溫至555℃，保溫32min，然后空冷至室溫得高鉻高硬度高韌性的耐磨球。

實(shí)施例5

本發(fā)明的一種高鉻高硬度高韌性的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠和鈮塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為1435℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，球化處理的溫度為1460℃；

S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：2.92％，Mn：1.25％，S：0.049％，P：0.052％，Si：0.89％，Cr：14.85％，Mo：0.17％，V：0.06％，W：0.018％，Ti：0.03％，Bi：0.025％，稀土：0.008％，Nb：0.27％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至985℃，保溫18min，空冷至室溫，然后升溫至645℃，保溫28min，然后空冷至室溫得高鉻高硬度高韌性的耐磨球。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。