专利名称：稀土钢铸锻钢球及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种钢制品及其制造方法，具体地说，是一种稀土钢铸锻钢球及其制造方法。
全国电力、冶金、矿山、建材、化工等行业年消耗的钢球量在二百万吨以上，目前国内常用的钢球有二大类，一类是铸铁球如中锰铸铁球、高铬铸铁球、低铬铸铁球，及其它的合金铸铁球，这些球的特点有较好的耐磨性，合金化程度含量高、成本高，有的冲击韧性低，易破碎，有的抗疲劳性能差易剥落;另一类是锻钢球如普通钢球、45＃球，低合金钢锻球如40Mn、50Mn、60Mn和45Mn2、9SiMnCr，以及B氏体钢球锻球，这些球的特点1、合金化程度低，不耐磨;2、都必须依靠钢厂生产才能保证钢球的生产，订货要求批量大，生产周期长，供货不易保证;从钢球订货，到钢坯订货，生产发运周期长，中间环节多，成本高，不能适应现在市场运行的速度，往往因生产周期长不能按时交货及销售，成本高无竞争能力，影响市场及产品的扩大发展，但锻球有较铸球更好的冲击韧性，不破碎等特点。
本发明的目的在于提供一种耐磨性能好，冲击韧性高、生产成本低、生产周期短、适应用户各种批量数量供货要求的稀土钢铸锻钢球及其制造方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案它选择如下组份1、碳碳是影响材料性能主要因素，碳含量增加，硬度强度增加，塑性、韧性降低，铸造性能好，锻造性能差，根据磨球的工况采取选用不同的含碳量，确定范围在0.8-1.4%范围内。
2、锰形成碳化物增加硬度，与硫作用生成硫化锰可中和硫的有害作用，选取在1.5-2.5%，增加淬透性。
3、铬铬形成碳化物增加硬度，细化晶粒，增加韧性，确定在0.8-1.5%。
4、硼、钼据文献参考钢中加入微量的硼能显著提高钢的淬透性，强化晶界，钼能细化晶粒，增加韧性。硼+钼的使用，提高淬透性效果显著，是简化热处理工艺获得理想组织和硬度的重要元素。钼选定0.2-0.4%;硼选定加入量0.004-0.008%。
5、稀土稀土具有细化晶粒、提高韧性、除气、净化铁水、改善碳化物的分布状态等作用。选定加入量0.15-0.30%范围内。
6、硅硅是强烈的墨化元素＞1%会以后石墨的形式出现，＜1%会以Fe3C的形式出现，Si含量增加，增加脆性，使韧性降低。选定量0.4-0.6%。
7、Fe余量。
上述的稀土钢铸锻钢球的制造方法，它包括如下工艺步骤(1)采用中频电炉熔炼，钢水精炼期间，氧化期的炉温控制在1580℃±10℃，出钢水温度1550℃-1580℃，经稀土、硼复合变质处理后浇入铸型;
(2)铸型后即进行加热及模锻工艺，加热温度1050℃-1100℃之间，始锻温度1000℃-1050℃，终锻温度900℃-850℃，锻后余热淬火，即成。
上述铸型采用保温冒口金属型铸造效果较好。
本发明与现有技术相比，具有如下优点1、耐磨性能好，冲击韧性高，经江西九江发电厂DTM380/830-4型低速钢球磨装机运行试验证明，每吨煤消耗钢球为119.1克，破碎率只有0.1%，大大小于国家标准(＜3%)，对衬板无负作用，出粉率高，能降低运行时间，减少设备磨损，经福州大学跌落试验机进行跌落试验，自由落程为4.2米，试验用φ60磨球，平均单球万次冲击剥落重为0.38-0.6克/万次。
2、钢球的生产成本低，比合金钢生产锻球低400多元/吨。
3、生产周期短。
4、适应用户各种批量数量的供货方式，从几百公斤到几百吨的供货都能满足。
5、不依赖钢厂的钢坯照样生产钢球，在质量上比钢厂现有的可选材质量更好。
6、能根据用户不同的工况条件供应适合用户工况的钢球。
下面结合实施例对本发明作进一步详述C 1% Cr 1% Mn 2% Mo 0.3% Si 0.5% B 0.006%，Re(包头稀土一厂的1＃稀土)0.2%，Fe余量(重量百份数)，上述组份经如下工艺步骤1、熔炼采取中频电炉熔炼，钢水精炼期间，采用0.125%左右硅钙粉进行扩散脱氧，再用0.1%的硅钙石块进行沉淀脱氧和0.06%的铝进行脱氧，氧化期的炉温控制在1580℃±10℃，出钢水温度1550℃-1580℃，经稀土、硼复合变质处理后浇入铸型。
2、铸型铸型分别采用砂型铸造与保温冒口金属型铸造，规格为φ100球形和φ50×100棒形。
从表中可以看出金属型保温冒口铁水利用率、产品成品率，铸造质量都好，确定采取金属模型保温冒口的铸造方式铸造。
3、锻造经锻造的钢球能使材料的晶粒致密度增加，破碎碳化物并断网状使其均匀分布，达到提高材料性能的目的。
(1)加热锻造设备采取1M3反射煤粉炉和160T摩擦压力机模锻。
(2)加热及模锻工艺加热温度1050℃-1100℃之间，始锻温度1000℃-1050℃，经锻温度900℃-850℃，锻造采取轻锻→去氧化皮→重锻变形→重锻模锻成球→轻锻成光洁球。
(3)热得理此种材料因采用高碳并加入了Mn、Cr、Mo、B等合金元素，增加了淬透性，经试验选定锻后余热淬火工艺能满足钢球的质量要求，并降低淬火成本，提高经济益明显。
对上述组份的含量配方量内的适当调整可使钢球适应各种不同的工况条件;稀土也可采用其它合适成份的稀土。
权利要求
1.一种稀土钢铸锻钢球，它由如下成份组成(重量百份数)C 0.8-1.4Cr 0.8-1.5Mn 1.5-2.5Mo 0.2-0.4Si 0.4-0.6B 0.004-0.008Re 0.15-0.30Fe 余量。
2.一种权利要求1所述的稀土钢锻钢球的制造方法，它包括如下工艺步骤(1)采用中频电炉熔炼，钢水精炼期间，氧化期的炉温控制在1580℃±10℃，出钢水温度1550℃-1580℃，经稀土、硼复合变质处理后浇入铸型;(2)铸型后即进行加热及模锻工艺，加热温度1050℃-1100℃之间，始锻温度1000℃-1050℃，终锻温度900℃-850℃，锻后余热淬火，即成。
3.根据权利要求2所述的稀土钢铸锻钢球的制造方法，其特征在于铸型采用保温冒口金属型铸造。
全文摘要
本发明涉及一种钢制品及其制造方法，具体地说，是一种稀土钢铸锻钢球及其制造方法。它由如下成分组成C、Cr、Mn、Mo、Si、B、Re、Fe；经熔炼、精炼、铸型、模锻等工艺制造而成。本发明耐磨性能好，冲击韧性高，钢球的生产成本低，生产周期短，适应用户批量数量的供货方式，供货都能满足，不依赖钢厂的钢坯照样生产钢球，在质量上比钢厂现有的可选材质量更好，能根据用户不同的工况条件供应适合用户工况的钢球。
文档编号C22C38/38GK1103897SQ9411608
公开日1995年6月21日 申请日期1994年9月13日 优先权日1994年9月13日
发明者刘振凤, 程一钱 申请人:刘振凤, 程一钱