一種耐磨多元素合金鑄造鋼球及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了耐磨多元素合金鑄造鋼球及其制造方法，本發(fā)明耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下：C:1.6～2.8％，Cr:0.8～2.8％，Si：0.7～1.0％，Mn：0.4～0.8％，P≤0.05％，S:≤0.03％，B:0.01～0.18％，Al0.4～1％，Ti：0.04～0.06％，Mo：0.08～0.2％，Re：0.05～0.09％，余量為鐵。通過熔煉、澆注、熱處理得到具有良好的抗沖擊能力、抗腐蝕能力和耐磨性，使得其在使用過程中不易碎裂，從而延長使用壽命，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造方法。
【專利說明】
一種耐磨多元素合金鑄造鋼球及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種耐磨多元素合金鑄造鋼球及其制造方法，屬金屬加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼球又名磨球作為一種研磨介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于建材水泥、能源火電、非金屬加工、礦山冶金、水煤漿及磁性材料等行業(yè)的粉體工程。由于工況不同，要求不同，鋼球材質(zhì)也多種多樣，如鍛造鋼球、稀土鎂球墨鑄鐵鋼球，高、中、低鉻合金鑄球等。按加工方式分有:金屬模鑄球、覆膜砂鑄球、砂型鑄球、消失模鑄球等種類。礦山冶金專用鋼球主要應(yīng)用于選礦、礦的粉磨，其在磨機中受到的沖擊力大，鋼球的磨損大，目前常用的是鉻合金鑄球，但在使用過程中表現(xiàn)的不足為:鉻含量低的產(chǎn)品硬度低、不耐磨、不耐腐，鉻含量高的雖耐磨性有所提高，但是韌性較差，通常在使用過程中易造成破裂。隨著技術(shù)的發(fā)展和要求的提高，傳統(tǒng)的以鉻為主要硬化合金元素的含鉻鑄鐵鋼球越來越不能滿足生產(chǎn)實際的需要。因此，開發(fā)性價比更高的鋼球產(chǎn)品，已經(jīng)成為耐磨材料企業(yè)的重要責(zé)任。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有良好的抗沖擊能力、抗腐蝕能力和耐磨性，使得其在使用過程中不易碎裂，從而延長使用壽命，進(jìn)而降低使用者的生產(chǎn)成本、提高其生產(chǎn)效率的耐磨多元素合金鑄造鋼球及其制造方法。
[0004]本發(fā)明一種耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下:C:1.6?2.8%，Cr:0.8?2.8%，S1:0.7?1.0%，Μη:0.4?0.8% ,Ρ^Ο.05% ,S: ^0.03%，Β:0.01?0.18% ,Al:0.4?I %，T1:0.04?0.06%，Mo:0.08?0.2%，Re:0.05?0.09%，余量為鐵。
[0005]上述耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造按照以下步驟進(jìn)行:
[0006]步驟(I).將精確配料的各合金材料用中頻電爐熔煉為鐵水，將爐內(nèi)混合物取出約120克進(jìn)行化驗，以確保各組成滿足耐磨多元素合金鑄造鋼球重量配比需求；
[0007]若耐磨多元素合金鑄造鋼球各組分的重量配比不滿足以上比例，則通過添加原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足此比例；
[0008]步驟(2).當(dāng)爐內(nèi)混合物滿足上述比例時，將爐內(nèi)鐵水溫度升至1160?1300°C左右出爐，出爐的鐵水倒入鋼水包中，同時在鐵水表面添加孕育劑480?500克，在鋼水包中靜置3?5分鐘后，用聚渣劑將鐵水表面的雜質(zhì)聚攏，然后用鋼鉤拂掉雜質(zhì)置于鋼水包外，再將鐵水澆注到耐鋼球模具內(nèi)，冷卻1分鐘后開模，得到毛坯球，將毛坯球拋光分選得到鑄態(tài)合金球；
[0009]步驟(3).將上述鑄態(tài)合金球在淬火爐內(nèi)加熱到900°C，保溫2h，經(jīng)風(fēng)冷得淬火后鑄球；
[0010]步驟(4).將上述淬火后鑄球回火，回火溫度為350?430°C，保溫時間為6?6.5h，出爐后緩冷至200°C，再空冷至室溫，得到成品耐磨多元素合金鑄造鋼球。
[0011]本發(fā)明中的合金元素的作用為:C含量的多少直接決定共晶碳化物和基體的相對量，共晶碳化物在耐磨性方面起著中要作用，但碳含量過高則韌性降低，故本發(fā)明控制C的含量為1.6?2.8% ;Cr是碳化物形成元素，可以固溶強化基體且不降低韌性，提高鋼的淬透性、耐磨性和耐腐蝕性，具有較高的回火抵抗能力，但Cr含量增高雖碳化物亦增多，但成本增加，本發(fā)明添加了Μο、Β、Α1和Ti來替代高鉻含量提高鋼球的硬度和耐磨性，其中適量的Mo和B可以提尚基體的洋透性，AI和T i有利于細(xì)化晶粒，提尚基體強度、沖擊初性和耐腐蝕性，綜合考慮本發(fā)明控制Cr的含量為0.8?2.8 %，Mo的含量為0.08?0.2%, B的含量為0.01?0.18%，Al的含量為0.4?I %，Ti的含量為0.04?0.06% ;Mn是提高淬透性、擴大奧氏體區(qū)的一種有效元素，本發(fā)明控制Mn的含量為0.4?0.8% ;Si主要用于脫氧，因為過高的硅將導(dǎo)致韌性下降，會使鋼球使用過程有剝落現(xiàn)象，本發(fā)明控制Si的含量為0.7?1.0% ;Re對鐵水有凈化、變質(zhì)和促進(jìn)合金化作用，能脫氧、除氣、凈化鐵水，所生成氧化物可作為異質(zhì)形核核心，細(xì)化基體晶粒組織，改善碳化物的形態(tài)與分布，本發(fā)明控制Re的含量為0.05?0.09%；因爐料中會帶入S和P，且S和P的存在會降低鋼球的力學(xué)性能，故應(yīng)嚴(yán)格控制爐料質(zhì)量，本發(fā)明使S的含量控制在O?0.03%，P的含量控制在O?0.05%。
[0012]綜上所述，本發(fā)明的有益效果是:通過合理選取鑄造鋼球中各元素及其含量的控制，以降低生廣成本、提尚生廣效率為宗旨，最大限度地提尚鑄造鋼球的抗沖擊能力、抗腐蝕能力和耐磨性。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0014]實施例一:
[0015]—種耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下:C: 1.6 %，Cr: 0.8 %，Si:0.7% ,Mn:0.4%,P:0.01% ,S:0.01% ,B:0.01% ,Al:0.4% ,Ti:0.04% ,Mo:0.08% ,Re:0.05%，余量為鐵。
[0016]耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0017]步驟(I).將精確配料的各合金材料用中頻電爐熔煉為鐵水，將爐內(nèi)混合物取出約120克進(jìn)行化驗，以確保各組成滿足耐磨多元素合金鑄造鋼球重量配比需求；
[0018]若耐磨多元素合金鑄造鋼球各組分的重量配比不滿足以上比例，則通過添加原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足此比例；
[0019]步驟(2).當(dāng)爐內(nèi)混合物滿足上述比例時，將爐內(nèi)鐵水溫度調(diào)至1200°C出爐，出爐的鐵水倒入鋼水包中，同時在鐵水表面添加孕育劑480克，在鋼水包中靜置5分鐘，用聚渣劑將鐵水表面的雜質(zhì)聚攏，然后用鋼鉤拂掉雜質(zhì)置于鋼水包外，再將鐵水澆注到耐鋼球模具內(nèi)，冷卻10分鐘后開模，得到毛還球，將毛還球拋光分選得到鑄態(tài)合金球；
[0020]步驟(3).將上述鑄態(tài)合金球在淬火爐內(nèi)加熱到900°C，保溫2h，經(jīng)風(fēng)冷得淬火后鑄球；
[0021]步驟(4).將上述淬火后鑄球回火，回火溫度為420°C，保溫時間為6h，出爐后緩冷至200°C，再空冷至室溫，得到成品耐磨多元素合金鑄造鋼球。
[0022]經(jīng)檢測得出該鑄造鋼球表面洛氏硬度為56，鑄球心部洛氏硬度為54。
[0023]實施例二:
[0024]—種耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下:C: 1.8%，Cr: 1.2 %，S1:0.9% ,Mn:0.5%,P:0.02%,S:0.03% ,B:0.05% ,Al:0.5% ,Ti:0.05% ,Mo:0.10% ,Re:
0.06%，余量為鐵。
[0025]耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0026]步驟(I).將精確配料的各合金材料用中頻電爐熔煉為鐵水，將爐內(nèi)混合物取出約120克進(jìn)行化驗，以確保各組成滿足耐磨多元素合金鑄造鋼球重量配比需求；
[0027]若耐磨多元素合金鑄造鋼球各組分的重量配比不滿足以上比例，則通過添加原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足此比例；
[0028]步驟(2).當(dāng)爐內(nèi)混合物滿足上述比例時，將爐內(nèi)鐵水溫度調(diào)至1200°C出爐，出爐的鐵水倒入鋼水包中，同時在鐵水表面添加孕育劑490克，在鋼水包中靜置4分鐘后，用聚渣劑將鐵水表面的雜質(zhì)聚攏，然后用鋼鉤拂掉雜質(zhì)置于鋼水包外，再將鐵水澆注到耐鋼球模具內(nèi)，冷卻10分鐘后開模，得到毛還球，將毛還球拋光分選得到鑄態(tài)合金球；
[0029]步驟(3).將上述鑄態(tài)合金球在淬火爐內(nèi)加熱到900°C，保溫2h，經(jīng)風(fēng)冷得淬火后鑄球；
[0030]步驟(4).將上述淬火后鑄球回火，回火溫度為390°C，保溫時間為6h，出爐后緩冷至200°C，再空冷至室溫，得到成品耐磨多元素合金鑄造鋼球。
[0031]經(jīng)檢測得出該鑄造鋼球表面洛氏硬度為58，鑄球心部洛氏硬度為55。
[0032]實施例三:
[0033]—種耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下:C:2.2%，Cr:2%，S1:0.9% ,Mn:0.6%,P:0.03%,S:0.03% ,B:0.08% ,Al:0.7% ,Ti:0.05% ,Mo:0.12% ,Re:0.07%，余量為鐵。
[0034]耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0035]步驟(I).將精確配料的各合金材料用中頻電爐熔煉為鐵水，將爐內(nèi)混合物取出約120克進(jìn)行化驗，以確保各組成滿足耐磨多元素合金鑄造鋼球重量配比需求；
[0036]若耐磨多元素合金鑄造鋼球各組分的重量配比不滿足以上比例，則通過添加原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足此比例。
[0037]步驟(2).當(dāng)爐內(nèi)混合物滿足上述比例時，將爐內(nèi)鐵水溫度調(diào)至1200°C出爐，出爐的鐵水倒入鋼水包中，同時在鐵水表面添加孕育劑500克，在鋼水包中靜置5分鐘后，用聚渣劑將鐵水表面的雜質(zhì)聚攏，然后用鋼鉤拂掉雜質(zhì)置于鋼水包外，再將鐵水澆注到耐鋼球模具內(nèi)，冷卻10分鐘后開模，得到毛還球，將毛還球拋光分選得到鑄態(tài)合金球；
[0038]步驟(3).將上述鑄態(tài)合金球在淬火爐內(nèi)加熱到900°C，保溫2h，經(jīng)風(fēng)冷得淬火后鑄球；
[0039]步驟(4).將上述淬火后鑄球回火，回火溫度為350°C，保溫時間為6.5h，出爐后緩冷至200°C，再空冷至室溫，得到成品耐磨多元素合金鑄造鋼球。
[0040]經(jīng)檢測得出該鑄造鋼球表面洛氏硬度為57，鑄球心部洛氏硬度為54。
[0041 ] 實施例四:
[0042]一種耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下:C: 2.6 %，Cr: 2.8 %，Si:1.0% ,Mn:0.8%,P:0.01% ,S:0.01% ,B:0.16% ,Al:0.8% ,Ti:0.05% ,Mo:0.18% ,Re:0.08%，余量為鐵。
[0043]耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0044]步驟(I).將精確配料的各合金材料用中頻電爐熔煉為鐵水，將爐內(nèi)混合物取出約120克進(jìn)行化驗，以確保各組成滿足耐磨多元素合金鑄造鋼球重量配比需求；
[0045]若耐磨多元素合金鑄造鋼球各組分的重量配比不滿足以上比例，則通過添加原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足此比例；
[0046]步驟(2).當(dāng)爐內(nèi)混合物滿足上述比例時，將爐內(nèi)鐵水溫度調(diào)至1180°C出爐，出爐的鐵水倒入鋼水包中，同時在鐵水表面添加孕育劑495克，在鋼水包中靜置5分鐘后，用聚渣劑將鐵水表面的雜質(zhì)聚攏，然后用鋼鉤拂掉雜質(zhì)置于鋼水包外，再將鐵水澆注到耐鋼球模具內(nèi)，冷卻10分鐘后開模，得到毛還球，將毛還球拋光分選得到鑄態(tài)合金球；
[0047]步驟(3).將上述鑄態(tài)合金球在淬火爐內(nèi)加熱到900°C，保溫2h，經(jīng)風(fēng)冷得淬火后鑄球；
[0048]步驟(4).將上述淬火后鑄球回火，回火溫度為360°C，保溫時間為6.5h，出爐后緩冷至200°C，再空冷至室溫，得到成品耐磨多元素合金鑄造鋼球。
[0049]經(jīng)檢測得出該鑄造鋼球表面洛氏硬度為58，鑄球心部洛氏硬度為54。
[0050]實施例五:
[0051 ] 一種耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下:C: 2.8%，Cr: 2.8 %，Si:0.9% ,Mn:0.8% ,P:0.01% ,S:0.01% ,B:0.18% ,Al:l% ,Ti:0.06% ,Mo:0.2% ,Re:
0.09%，余量為鐵。
[0052]耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0053]步驟(I).將精確配料的各合金材料用中頻電爐熔煉為鐵水，將爐內(nèi)混合物取出約120克進(jìn)行化驗，以確保各組成滿足耐磨多元素合金鑄造鋼球重量配比需求；
[0054]若耐磨多元素合金鑄造鋼球各組分的重量配比不滿足以上比例，則通過添加原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足此比例；
[0055]步驟(2).當(dāng)爐內(nèi)混合物滿足上述比例時，將爐內(nèi)鐵水溫度調(diào)至1190°C出爐，出爐的鐵水倒入鋼水包中，同時在鐵水表面添加孕育劑485克，在鋼水包中靜置3分鐘后，用聚渣劑將鐵水表面的雜質(zhì)聚攏，然后用鋼鉤拂掉雜質(zhì)置于鋼水包外，再將鐵水澆注到耐鋼球模具內(nèi)，冷卻10分鐘后開模，得到毛還球，將毛還球拋光分選得到鑄態(tài)合金球；
[0056]步驟(3).將上述鑄態(tài)合金球在淬火爐內(nèi)加熱到900°C，保溫2h，經(jīng)風(fēng)冷得淬火后鑄球；
[0057]步驟(4).將上述淬火后鑄球回火，回火溫度為360°C，保溫時間為6.5h，出爐后緩冷至200°C，再空冷至室溫，得到成品耐磨多元素合金鑄造鋼球。
[0058]經(jīng)檢測得出該鑄造鋼球表面洛氏硬度為56，鑄球心部洛氏硬度為53。
【主權(quán)項】
1.一種耐磨多元素合金鑄造鋼球，其組成以質(zhì)量百分比計如下: C:1.6?2.8%，Cr:0.8?2.8%，S1:0.7?1.0%，Μη:0.4?0.8%， Ρ^0.05% ,S:^0.03%，Β:0.01 ?0.18% ,Al:0.4?I %， T1:0.04?0.06%，Mo:0.08?0.2%，Re:0.05?0.09%，余量為鐵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨多元素合金鑄造鋼球的制造方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: 步驟(I).將精確配料的各合金材料用中頻電爐熔煉為鐵水，將爐內(nèi)混合物取出約120克進(jìn)行化驗，以確保各組成滿足耐磨多元素合金鑄造鋼球重量配比需求； 若耐磨多元素合金鑄造鋼球各組分的重量配比不滿足以上比例，則通過添加原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足此比例； 步驟(2).當(dāng)爐內(nèi)混合物滿足上述比例時，將爐內(nèi)鐵水溫度升至1160?1300 °C左右出爐，出爐的鐵水倒入鋼水包中，同時在鐵水表面添加孕育劑480?500克，在鋼水包中靜置3?5分鐘后，用聚渣劑將鐵水表面的雜質(zhì)聚攏，然后用鋼鉤拂掉雜質(zhì)置于鋼水包外，再將鐵水澆注到耐鋼球模具內(nèi)，冷卻1分鐘后開模，得到毛坯球，將毛坯球拋光分選得到鑄態(tài)合金球； 步驟(3).將上述鑄態(tài)合金球在淬火爐內(nèi)加熱到900°C，保溫2h，經(jīng)風(fēng)冷得淬火后鑄球；步驟(4).將上述淬火后鑄球回火，回火溫度為350?430°C，保溫時間為6?6.5h，出爐后緩冷至200°C，再空冷至室溫，得到成品耐磨多元素合金鑄造鋼球。
【文檔編號】C22C38/14GK106086672SQ201610443929
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】曹程
【申請人】馬鞍山市程鵬耐磨材料有限公司