专利名称：高碳高合金钢耐磨球及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高碳高合金钢耐磨球及其制造方法，属于耐磨材料技术领域。
背景技术：
球磨机是冶金矿山、建材水泥、电力化工等行业粉料生产与加工的主要设备，球磨机工作过程中，其磨球作为终端产品，属于主要易磨损件其使用量大，对使用成本影响极大，一直备受人们的关注。随着工业的发展，各式大型球磨机逐年增加，磨球的消耗也大幅度增长。这不仅消耗大量的钢铁材料，而且大量的铁粉进入锅炉，侵蚀锅炉零件，降低其寿命。目前磨球存在耐腐蚀性较差，冲击韧性较低，耐磨性能差等长缺点。所以，研制出一种综合性能稳定、磨耗低的耐磨球，具有重要的经济意义。
发明内容
本发明的目的是为解决磨球冲击韧性较差，耐磨、耐腐蚀性能不高等问题，提供一种高碳高合金钢耐磨球及其制造方法。本发明采用的技术方案如下
一种高碳高合金钢耐磨球，该磨球中各化学成分的重量百分比为c1. 0-1.4%、Si1. 6-2. 2%、Mn1. 0-1. 2%、Cr 8. 5-9. 5%、Mo1. 2-1. 5%、Cu 0. 5-1. 0%、V 0. 5-0. 8%、Ti
0.15-0. 3%、B 0. 08-0. 12%、Ce 0. 05-0. 08%、Y 0. 02-0. 04%、Nd 0. 02-0. 03%、P^O. 05%、S彡0. 05%，余量为Fe。高碳高合金钢耐磨球的制造方法，包括以下步骤
(1)使用中频感应电炉进行熔炼，按照上述各化学成分重量配比加入生铁、废钢、高碳铬铁、锰铁、钒铁、电解铜等炉料，升温，当钢水温度达到1520-1560°C时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内；当温度达到1580-1620°C时，插铝脱氧；
(2)经铝脱氧后即可出钢水，然后迅速在钢水上覆盖珍珠岩，铁水在浇包中镇静5-10分钟，当温度降到1480-1520°C时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却至IJ 1050-1100°C时，开箱落砂，进行热处理；
(3)将磨球升温至650-680°C，保温l_2h，再升温至950_980°C，保温2_4小时后，然后在20号机油中淬火，机油温度为180-250°C，淬火时间为40-50分钟，再立即加热至360_400°C下进行回火处理，保温3-5小时后，再升温至550-600°C，保温3_4小时后，放入0°C冰水中冷却至室温；
(4)将磨球浇口部分敲击去除，在砂轮上对磨球断口修磨圆滑，即得成品。所述的稀土硅铁合金的粒度为5-10mm，其加入量为钢水的0. 8-1. 2% ;所述的硼铁的粒度为5-10mm，其加入量为钢水的0. 2-0. 3%。本发明的有益效果
本发明通过优选材料配方，调整铸造熔炼工艺，结合合理的热处理方法，制备出以S1、Mn、Cr为主要合金元素，加入适量Mo、V、T1、B、Cu、稀土的高碳高合金钢耐磨球，具有高硬度高韧性、抗高冲击性和耐磨性好等特点。不仅可以提高球磨机生产效率，而且还能有效地降低生产成本和能耗，节约有限资源，具有极高的经济价值和社会效益。
具体实施例方式高碳高合金钢耐磨球中各化学成分的重量百分比为C1. 0-1.4%、Si 1.6-2. 2%、Mn1. 0-1. 2%、Cr 8. 5-9. 5%、Mo1. 2-1. 5%、Cu 0. 5-1. 0%、V 0. 5-0. 8%、Ti 0. 15-0. 3%、B
0.08-0. 12%、Ce 0. 05-0. 08%、Y 0. 02-0. 04%、Nd 0. 02-0. 03%、P 彡 0. 05%、S 彡 0. 05%,余量
为Fe。高碳高合金钢耐磨球的制造方法，包括 以下步骤
(1)使用中频感应电炉进行熔炼，按照上述各化学成分重量配比加入生铁、废钢、高碳铬铁、锰铁、钒铁、电解铜等炉料，升温，当钢水温度达到1560°C时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内；当温度达到1620°C时，插铝脱氧；
(2)经铝脱氧后即可出钢水，然后迅速在钢水上覆盖珍珠岩，铁水在浇包中镇静10分钟，当温度降到1520°C时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却到1050°C时，开箱落砂，进行热处理；
(3)将磨球升温至650-680°C，保温l_2h，再升温至950_980°C，保温2_4小时后，然后在20号机油中淬火，机油温度为180-250°C，淬火时间为40-50分钟，再立即加热至360_400°C下进行回火处理，保温3-5小时后，再升温至550-600°C，保温3_4小时后，放入0°C冰水中冷却至室温；
(4)将磨球浇口部分敲击去除，在砂轮上对磨球断口修磨圆滑，即得成品。其中，所述的稀土硅铁合金的粒度为8mm，其加入量为钢水的0. 9% ;所述的硼铁的粒度为6mm，其加入量为钢水的0. 25%。经检验，产物化学成分为C1. 25%、Si1. 92%、Mn1. 16%、Cr 8. 81%、Mo1. 38%,Cu 0. 89%、V 0. 74%、Ti 0. 22%、B 0. 096%、Ce 0. 064%、Y 0. 034%、Nd 0. 027%、P 0. 032%、S
0.037%，余量为Fe。力学性能为硬度56. 6 HRC，冲击韧性20. 8J/cm2。
权利要求
1.一种高碳高合金钢耐磨球，其特征在于，该磨球中各化学成分的重量百分比为 C1. 0-1. 4%、Si1. 6-2. 2%、Mn1. 0-1. 2%、Cr 8. 5-9. 5%、Mo1. 2-1. 5%、Cu O. 5-1. 0%、V O. 5-0. 8%、Ti O. 15-0. 3%、B O. 08-0. 12%、Ce O. 05-0. 08%、Y O. 02-0. 04%、Nd O. 02-0. 03%、 P ≤ O. 05%、S ≤ O. 05%，余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的高碳高合金钢耐磨球的制造方法，其特征在于包括以下步骤(1)使用中频感应电炉进行熔炼，按照上述各化学成分重量配比加入生铁、废钢、高碳铬铁、锰铁、钒铁、电解铜等炉料，升温，当钢水温度达到1520-1560°C时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内；当温度达到1580-1620°C时，插铝脱氧；(2)经铝脱氧后即可出钢水，然后迅速在钢水上覆盖珍珠岩，铁水在浇包中镇静5-10 分钟，当温度降到1480-1520°C时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却到1050-1100°C时，开箱落砂，进行热处理；(3)将磨球升温至650-680°C，保温l_2h，再升温至950-980°C，保温2-4小时后，然后在20号机油中淬火，机油温度为180-250 °C，淬火时间为40-50分钟，再立即加热至 360-400°C下进行回火处理，保温3-5小时后，再升温至550-600°C，保温3_4小时后，放入 (TC冰水中冷却至室温；(4)将磨球浇口部分敲击去除，在砂轮上对磨球断口修磨圆滑，即得成品。
3.根据权利要求1所述的高碳高合金钢耐磨球的制造方法，其特征在于，所述的稀土硅铁合金的粒度为5-10mm，其加入量为钢水的O. 8-1. 2% ;所述的硼铁的粒度为5_10mm，其加入量为钢水的O. 2-0. 3%。
全文摘要
本发明公开了一种高碳高合金钢耐磨球，该磨球中各化学组分的重量百分比为C1.0-1.4%、Si1.6-2.2%、Mn1.0-1.2%、Cr8.5-9.5%、Mo1.2-1.5%、Cu0.5-1.0%、V0.5-0.8%、Ti0.15-0.3%、B0.08-0.12%、Ce0.05-0.08%、Y0.02-0.04%、Nd0.02-0.03%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe。本发明通过优选材料配方，调整铸造熔炼工艺，结合合理的热处理方法，制备出以Si、Mn、Cr为主要合金元素，加入适量Mo、V、Ti、B、Cu、稀土的高碳高合金钢耐磨球，具有高硬度高韧性、抗高冲击性和耐磨性好等特点。
文档编号C22C33/06GK103014518SQ201210527079
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者张在武 申请人:马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司