本發(fā)明涉及合金材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種球磨機用耐磨鋼球及其制備方法。
背景技術(shù)：
：耐磨鋼球又稱作研磨機用耐磨介質(zhì)，是一種消耗品，主要用途是研磨物料，使物料研磨的更細(xì)，以達到使用標(biāo)準(zhǔn)，主要在礦山、電廠、水泥廠、鋼鐵廠、硅砂廠、煤化工等領(lǐng)域用，全世界每年鋼球的消耗量在3000～5000萬噸，其中中國鋼球消耗量在300～500萬噸，是鋼球消耗大國。球磨機用耐磨鋼球的工作條件十分復(fù)雜，其在高速運轉(zhuǎn)過程中，承受著巨大的沖擊力、應(yīng)力和摩擦力。除此之外，鋼球在工作過程還受到潤滑油等其他雜質(zhì)的腐蝕，因此對耐磨鋼球的綜合性能有著較高的要求。現(xiàn)有技術(shù)中，球磨機用耐磨鋼球主要包括碳素鋼球和高鉻鋼球兩大類，其中碳素鋼球耐磨性不能滿足研磨要求，使用壽命短，耗損量大；而高鉻鋼球雖耐磨性較好，但成本又過高，造成整體性價比低，實用性不高?；谏鲜鲫愂觯景l(fā)明提出了一種球磨機用耐磨鋼球及其制備方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種球磨機用耐磨鋼球及其制備方法。一種球磨機用耐磨鋼球，包括以下重量百分比的原料：C0.8～1.8%、Cr1～5%、Mo1.2～1.5%、V1.2～1.5%、Mn0.8～1.5%、Cu2.2～2.7%、P0.01～0.04%、S0.01～0.04%、Nb0.05～0.2%、SiC3～5%、熔煉添加劑0.1～0.3%、余量為Fe。優(yōu)選的，所述的一種球磨機用耐磨鋼球，包括以下重量百分比的原料：C1～1.5%、Cr2～4%、Mo1.3～1.4%、V1.3～1.4%、Mn1～1.4%、Cu2.4～2.6%、P0.02～0.03%、S0.02～0.03%、Nb0.05～0.2%、SiC3～5%、熔煉添加劑0.15～0.25%、余量為Fe。優(yōu)選的，所述的一種球磨機用耐磨鋼球，包括以下重量百分比的原料：C1.2%、Cr3%、Mo1.4%、V1.3%、Mn1.2%、Cu2.5%、P0.02%、S0.03%、Nb0.1%、SiC4%、熔煉添加劑0.2%、余量為Fe。優(yōu)選的，所述SiC為微米級碳化硅晶須或納米級碳化硅晶須。優(yōu)選的，所述熔煉添加劑為質(zhì)量比為1.5～2.2:1.8～2:1:1～1.2:0.3～0.5的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的組合物。本發(fā)明還提出了一種球磨機用耐磨鋼球的制備方法，包括以下步驟：S1、按質(zhì)量比1.5～2.2:1.8～2:1:1～1.2:0.3～0.5，將CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超細(xì)研磨機中，充分研磨3次，每次研磨15～25min，得熔煉添加劑；S2、將所述重量百分比的C、Cr、Mo、V、Mn、Cu、P、S、Nb和Fe投入熔煉爐中，以50～120℃/min的速率迅速升溫，升溫至金屬原料完全熔化后，保溫加入所述重量百分比的步驟S1中所得的熔煉添加劑，以420～480r/min的轉(zhuǎn)速，攪拌熔煉3～5h，邊攪拌邊通入惰性氣體，完成熔煉后，扒除熔化液表面的浮渣，得純凈合金液；S3、將步驟S2中所得的合金液經(jīng)180～240目篩網(wǎng)流入真空感應(yīng)氣霧化制粉爐中，利用高速氣體擊碎合金液流，制成粒徑為1～20μm的細(xì)粉末，經(jīng)熱處理后得合金粉末；S4、將步驟S3中所得的合金粉末與所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合機中，以750～950r/min的轉(zhuǎn)速，高速混合1～2h后，注入鋼球模具內(nèi)，利用上下沖模沖壓制成鋼球坯體；S5、將步驟S4中所得的鋼球坯體加入到真空燒結(jié)爐中，在氫氣氛中，置于1150～1400℃的溫度下，連續(xù)燒結(jié)2～3h，將燒結(jié)物空冷至室溫后，經(jīng)后處理即得所需耐磨鋼球。優(yōu)選的，所述步驟S3中細(xì)粉末的熱處理方式為：將細(xì)粉末置于890～1080℃的溫度下，保溫2～4h后油冷至室溫，然后置于350～450℃的溫度下，保溫4～6h。優(yōu)選的，所述步驟S5中燒結(jié)物后處理方式為：運用豪克能，利用激活能和沖擊能的復(fù)合能量對金屬零件表面進行無研磨劑的研磨。本發(fā)明提出的一種球磨機用耐磨鋼球，配方合理，通過嚴(yán)格控制C、Cr、Mo、V、P和S的含量，保證了耐磨鋼球的研磨性能，控制了生產(chǎn)成本，配方中通過添加微米級或納米級SiC晶須，大大的提高了耐磨鋼球的硬度、耐腐蝕性和耐磨性，本發(fā)明提出的耐磨鋼球，采用粉末冶金技術(shù)進行生產(chǎn)，其制備方法簡單，制備成本低，所得耐磨鋼球用于球磨機研磨，耗損量小，使用壽命長，性價比高，值得推廣。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步解說。實施例一本發(fā)明提出的一種球磨機用耐磨鋼球，包括以下重量百分比的原料：C1%、Cr2%、Mo1.2%、V1.2%、Mn1%、Cu2.2%、P0.01%、S0.02%、Nb0.1%、SiC3%、熔煉添加劑0.1%、余量為Fe，其中SiC為納米級碳化硅晶須；熔煉添加劑為質(zhì)量比為1.5:1.8:1:1:0.3的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的組合物。其制備方法，包括以下步驟：S1、按質(zhì)量比1.5:1.8:1:1:0.3，將CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超細(xì)研磨機中，充分研磨3次，每次研磨15min，得熔煉添加劑；S2、將所述重量百分比的C、Cr、Mo、V、Mn、Cu、P、S、Nb和Fe投入熔煉爐中，以80℃/min的速率迅速升溫，升溫至金屬原料完全熔化后，保溫加入所述重量百分比的步驟S1中所得的熔煉添加劑，以420r/min的轉(zhuǎn)速，攪拌熔煉5h，邊攪拌邊通入惰性氣體，完成熔煉后，扒除熔化液表面的浮渣，得純凈合金液；S3、將步驟S2中所得的合金液經(jīng)180目篩網(wǎng)流入真空感應(yīng)氣霧化制粉爐中，利用高速氣體擊碎合金液流，制成粒徑為20μm的細(xì)粉末，將細(xì)粉末置于900℃的溫度下，保溫4h后油冷至室溫，然后置于350℃的溫度下，保溫6h后得合金粉末；S4、將步驟S3中所得的合金粉末與所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合機中，以750r/min的轉(zhuǎn)速，高速混合2h后，注入鋼球模具內(nèi)，利用上下沖模沖壓制成鋼球坯體；S5、將步驟S4中所得的鋼球坯體加入到真空燒結(jié)爐中，在氫氣氛中，置于1200℃的溫度下，連續(xù)燒結(jié)3h，將燒結(jié)物空冷至室溫后，運用豪克能，利用激活能和沖擊能的復(fù)合能量對金屬零件表面進行無研磨劑的研磨，即得所需耐磨鋼球。實施例二本發(fā)明提出的一種球磨機用耐磨鋼球，包括以下重量百分比的原料：C1.8%、Cr5%、Mo1.5%、V1.5%、Mn1.5%、Cu2.7%、P0.04%、S0.03%、Nb0.2%、SiC5%、熔煉添加劑0.3%、余量為Fe，其中SiC為微米級碳化硅晶須；熔煉添加劑為質(zhì)量比為2:2:1:1.2:0.5的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的組合物。其制備方法，包括以下步驟：S1、按質(zhì)量比2:2:1:1.2:0.5，將CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超細(xì)研磨機中，充分研磨3次，每次研磨25min，得熔煉添加劑；S2、將所述重量百分比的C、Cr、Mo、V、Mn、Cu、P、S、Nb和Fe投入熔煉爐中，以120℃/min的速率迅速升溫，升溫至金屬原料完全熔化后，保溫加入所述重量百分比的步驟S1中所得的熔煉添加劑，以480r/min的轉(zhuǎn)速，攪拌熔煉3h，邊攪拌邊通入惰性氣體，完成熔煉后，扒除熔化液表面的浮渣，得純凈合金液；S3、將步驟S2中所得的合金液經(jīng)240目篩網(wǎng)流入真空感應(yīng)氣霧化制粉爐中，利用高速氣體擊碎合金液流，制成粒徑為1μm的細(xì)粉末，將細(xì)粉末置于1050℃的溫度下，保溫2h后油冷至室溫，然后置于450℃的溫度下，保溫4h后得合金粉末；S4、將步驟S3中所得的合金粉末與所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合機中，以950r/min的轉(zhuǎn)速，高速混合1h后，注入鋼球模具內(nèi)，利用上下沖模沖壓制成鋼球坯體；S5、將步驟S4中所得的鋼球坯體加入到真空燒結(jié)爐中，在氫氣氛中，置于1400℃的溫度下，連續(xù)燒結(jié)2h，將燒結(jié)物空冷至室溫后，運用豪克能，利用激活能和沖擊能的復(fù)合能量對金屬零件表面進行無研磨劑的研磨，即得所需耐磨鋼球。實施例三本發(fā)明提出的一種球磨機用耐磨鋼球，包括以下重量百分比的原料：C1.5%、Cr3%、Mo1.4%、V1.3%、Mn1.2%、Cu2.5%、P0.02%、S0.04%、Nb0.15%、SiC4%、熔煉添加劑0.2%、余量為Fe，其中SiC為納米級碳化硅晶須；熔煉添加劑為質(zhì)量比為1.8:1.9:1:1.1:0.4的CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2的組合物。其制備方法，包括以下步驟：S1、按質(zhì)量比1.8:1.9:1:1.1:0.4，將CaO、Na2O、Al2O3、SiO2和TiO2加入到超細(xì)研磨機中，充分研磨3次，每次研磨20min，得熔煉添加劑；S2、將所述重量百分比的C、Cr、Mo、V、Mn、Cu、P、S、Nb和Fe投入熔煉爐中，以100℃/min的速率迅速升溫，升溫至金屬原料完全熔化后，保溫加入所述重量百分比的步驟S1中所得的熔煉添加劑，以450r/min的轉(zhuǎn)速，攪拌熔煉4h，邊攪拌邊通入惰性氣體，完成熔煉后，扒除熔化液表面的浮渣，得純凈合金液；S3、將步驟S2中所得的合金液經(jīng)200目篩網(wǎng)流入真空感應(yīng)氣霧化制粉爐中，利用高速氣體擊碎合金液流，制成粒徑為10μm的細(xì)粉末，將細(xì)粉末置于1000℃的溫度下，保溫3h后油冷至室溫，然后置于400℃的溫度下，保溫5h后得合金粉末；S4、將步驟S3中所得的合金粉末與所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合機中，以850r/min的轉(zhuǎn)速，高速混合1.5h后，注入鋼球模具內(nèi)，利用上下沖模沖壓制成鋼球坯體；S5、將步驟S4中所得的鋼球坯體加入到真空燒結(jié)爐中，在氫氣氛中，置于1300℃的溫度下，連續(xù)燒結(jié)2.5h，將燒結(jié)物空冷至室溫后，運用豪克能，利用激活能和沖擊能的復(fù)合能量對金屬零件表面進行無研磨劑的研磨，即得所需耐磨鋼球。分別測試本發(fā)明實施例一～三中制備的球磨機用耐磨鋼球的耐磨性能、硬度和抗疲勞強度，得出如下結(jié)果：實施例一二三摩擦系數(shù)（MPa）0.00290.00340.0031硬度（HRC）756881抗疲勞強度（MPa）573557585以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3