一种高铬合金铸球及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种高铬合金铸球，其各成分及重量百分比为：Cr10.1?20%，Re0.06?0.10%，Mo≤0.8%，R＜0.08%，Zr0.5?0.8%，Co0.3?0.6%，C1.6?1.8%，Si0.8?1.1%，Mn0.8?1.00%，P≤0.10%，Cu≤0.5%，S≤0.06%，余量为Fe。该铸球的制造工艺：水磨灰→检测分离→中频炉精炼→炉中检测→熔炼→脱氧→变质处理→砂型铸造→淬火→回火→表面处理→检验包装。本发明通过调整铬的含量，并对铁液变质处理，提高了铸球的硬度和耐磨性，减少了磨损度，淬火态邵氏A型硬度≥62度，冲击值≥4.3 J/cm2,落球冲击疲劳寿命≥18000次。
【专利说明】
一种高络合金铸球及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及的是一种高铬合金铸球及其制造方法。
【背景技术】
[0002]耐磨铸球是指用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料。目前有两种形式:一是以铬为主要合金元素的白口铸铁简称铬合金铸铁，以铬合金铸铁为材料的铸造磨球称为铬合金铸铁磨球;二是以球墨铸铁为材料的铸造磨球称为球墨铸铁磨球，其中通过热处理获得的基体组织主要是贝氏体的球墨铸铁磨球简称贝氏体球铁磨球;通过热处理获得的基体组织主要是马氏体的球墨铸铁磨球简称马氏体球铁磨球。
[0003]铬合金铸铁磨球根据铬的含量又分为低铬合金铸球、中铬合金铸球以及高铬合金铸球。其中高铬合金铸球广泛应用于冶金、矿山、建材、电力、交通、机械等领域，尤其在矿山、建材、电力球磨机中的应用取得了良好的经济效益。目前，国内对于高铬合金铸球已有初步的研究。
[0004]中国专利201410339179.3公开了 “一种高铬合金铸球包括下列重量份原料:C1.8-3.2,S1.3-1.2,Mn0.3-1.0,S0.02-0.06,P0.02-0.10,Crl0.00-11.00,Mo0.20-1.00,Cu0.20-1.00，N1.20-1.00，余量为Fe。”但是铬的含量还是不够高，合金铸球的硬度不大尚O
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种高铬合金铸球及其制造方法，提高高铬合金铸球的硬度。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案实现:一种高铬合金铸球，其各成分及重量百分比为:Cr 10.1 ?20%，Re 0.06?0.10%，Mo彡0.8%，R<0.08%，Zr 0.5?0.8%，Co 0.3?0.6% ,C 1.6 ?1.8%，Si 0.8 ?1.1%，Μη 0.8?I.00 %，P彡0.10 %，Cu彡0.5 %，S彡0.06%，余量为Fe。
[0007]前述高铬合金铸球的制造工艺包括以下步骤:
[0008](I)将水磨灰筛选分离后的原料投入中频炉精炼，在1500?1700 °C熔化，并进行分析、调整；
[0009](2)向炉液中加入0.8%的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液；
[0010](3)向脱氧后的铁液中加入0.25 %的钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液；
[0011](4)待变质的铁液温度降至1470?1550 °C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟开模取出毛坯球；
[0012](5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到995?1000°C，保温2?2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却2?3h，取出空冷，得淬火后铸球；
[0013](6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在420?450°C之间，保温6?6.5h，出炉后缓冷至200°C出炉，空冷至室温，得到成品。
[0014]优选地，步骤(I)中所述水磨灰为430不锈钢水磨灰。
[0015]优选地，步骤(I)中所述精炼炉为AOD中频精炼炉。
[0016]本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:本发明所述高铬合金铸球通过调整铬的含量，以及对铁液实施变质处理，有效提高了铸球的硬度，减少了磨损度，提高了耐磨性，淬火态邵氏A型硬度多62度，冲击值多4.3 J/cm2，落球冲击疲劳寿命多18000次。
【具体实施方式】
[0017]本发明所述高铬合金铸球的化学成分及质量百分比为:Cr 10.1?20%，Re0.06?0.10% ,Mo^0.8% ,R<0.08% ,Zr 0.5?0.8%，Co 0.3?0.6%，C 1.6?1.8%，Si 0.8?1.1% ,Mn 0.8?1.00% ,P^0.10% ,Cu^0.5% ,S^0.06%，余量为Fe。
[0018]前述高铬合金铸球的制造方法具体如下所述:
[0019](I)将430不锈钢水磨灰筛选分离后的原料投入AOD中频炉精炼，经过1500?1700°(:高温全部熔化后，炉中取钢液进行检验，以保证各化学成分质量百分比均匀度；
[0020 ] (2)向炉液中加入0.8 %的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液；
[0021](3)向脱氧后的铁液中加入0.25 %钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液；
[0022](4)待变质处理后的铁液温度降至1470?1550°C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟后开模取出毛还球；
[0023](5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到995?1000°C，保温2?2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却2?3h，取出空冷，得淬火后铸球；
[0024](6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在420?450°C之间，保温6?6.5h，出炉后缓冷至20(TC，空冷至室温，得到成品，即高铬合金钢磨球。
[0025]实施例1:
[0026]—种高铬合金铸球，各成分及重量百分比为:Cr 10.1%,Re 0.07%,Mo 0.7%,R0.07% ,Zr 0.65% ,Co 0.4% ,C 1.7% ,Si 1.0% ,Mn 0.9% ,P 0.08% ,Cu 0.4% ,S0.05%，余量为Fe。
[0027]该高铬合金铸球的制备方法如下:
[0028](I)将430水磨灰筛选分离后的原料投入AOD精炼炉精炼，温度为1650°C时进行成分分析、调整；
[0029 ] (2)向炉液中加入0.8 %的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液；
[0030](3)向脱氧后的铁液中加入0.25%钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液；
[0031](4)待变质处理后的铁液温度降至1470°C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟后开模取出毛坯球；
[0032](5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到998 V，保温2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却
2.5h，取出空冷，得淬火后铸球；
[0033](6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在430°C之间，保温6.5h，出炉后缓冷至200°C出炉，空冷至室温，得到成品磨球，即高铬合金铸球。
[0034]检测该高铬合金铸球淬火态邵氏A型硬度为62度，冲击值4.3J/cm2，落球冲击疲劳次数为18230次。
[0035]实施例2:
[0036]一种高铬合金铸球，各成分及重量百分比为:Cr 12% ,Re 0.09%,Mo 0.8% ,R0.06% ,Zr 0.7% ,Co 0.5% ,C 1.6% ,Si 0.89% ,Mn 0.9% ,P 0.08% ,Cu 0.4% ,S0.05%，余量为Fe。
[0037]该高铬合金铸球的制备方法如下:
[0038](I)将430水磨灰筛选分离后的原料投入AOD精炼炉精炼，温度为1660 °C时进行成分分析、调整；
[0039 ] (2)向炉液中加入0.8 %的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液；
[0040](3)向脱氧后的铁液中加入0.25%钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液；
[0041](4)待变质处理后的铁液温度降至1480°C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟后开模取出毛坯球；
[0042](5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到1000°C，保温2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却2.5h，取出空冷，得淬火后铸球；
[0043](6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在440°C之间，保温6.5h，出炉后缓冷至200°C出炉，空冷至室温，得到成品磨球，即高铬合金铸球。
[0044]检测该高铬合金铸球淬火态邵氏A型硬度为63度，冲击值4.3J/cm2，落球冲击疲劳次数为18560次。
[0045]实施例3:
[0046]一种高铬合金铸球，各成分及重量百分比为:Cr 15% ,Re 0.07%,Mo 0.8% ,R0.07% ,Zr 0.7% ,Co 0.55% ,C 1.7% ,Si 0.89% ,Mn 0.85% ,P 0.07% ,Cu 0.3% ,S0.05%，余量为Fe。
[0047]该高铬合金铸球的制备方法如下:
[0048](I)将430水磨灰筛选分离后的原料投入AOD精炼炉精炼，温度为1670 °C时进行成分分析、调整；
[0049 ] (2)向炉液中加入0.8 %的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液；
[0050](3)向脱氧后的铁液中加入0.25%钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液；
[0051](4)待变质处理后的铁液温度降至1490°C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟后开模取出毛坯球；
[0052](5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到1000°C，保温2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却2.5h，取出空冷，得淬火后铸球；
[0053](6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在440°C之间，保温6.5h，出炉后缓冷至200°C出炉，空冷至室温，得到成品磨球，即高铬合金铸球。
[0054]检测该高铬合金铸球淬火态邵氏A型硬度为64度，冲击值4.4J/cm2，落球冲击疲劳次数为18850次。
[0055]实施例4:
[0056]一种高铬合金铸球，各成分及重量百分比为:Cr 18%,Re 0.09%,Mo 0.75%,R0.07% ,Zr 0.75% ,Co 0.45% ,C 1.7% ,Si 0.90% ,Mn 0.9% ,P 0.075% ,Cu 0.45% ,S0.055%，余量为 Fe。
[0057]该高铬合金铸球的制备方法如下:
[0058](I)将430水磨灰筛选分离后的原料投入AOD精炼炉精炼，温度为1700 °C时进行成分分析、调整；
[0059 ] (2)向炉液中加入0.8 %的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液；
[0060](3)向脱氧后的铁液中加入0.25%钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液；
[0061](4)待变质处理后的铁液温度降至1510°C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟后开模取出毛坯球；
[0062](5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到1000°C，保温2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却
2.5h，取出空冷，得淬火后铸球；
[0063](6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在450°C之间，保温6.5h，出炉后缓冷至200°C出炉，空冷至室温，得到成品磨球，即高铬合金铸球。
[0064]检测该高铬合金铸球淬火态邵氏A型硬度为64度，冲击值4.4J/cm2，落球冲击疲劳次数为18780次。
[0065]实施例5:
[0066]一种高铬合金铸球，各成分及重量百分比为:Cr 20% ,Re 0.08%,Mo 0.5% ,R0.06% ,Zr 0.6% ,Co 0.4% ,C 1.7% ,Si 0.95% ,Mn 0.95% ,P 0.09% ,Cu 0.45% ,S
0.055%，余量为 Fe。
[0067]该高铬合金铸球的制备方法如下:
[0068](I)将430水磨灰筛选分离后的原料投入AOD精炼炉精炼，温度为1680 °C时进行成分分析、调整；
[0069 ] (2)向炉液中加入0.8 %的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液；
[0070](3)向脱氧后的铁液中加入0.25%钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液；
[0071 ] (4)待变质处理后的铁液温度降至15400C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟后开模取出毛坯球；
[0072](5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到1000°C，保温2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却
2.5h，取出空冷，得淬火后铸球；
[0073](6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在450°C之间，保温6.5h，出炉后缓冷至200°C出炉，空冷至室温，得到成品磨球，即高铬合金铸球。
[0074]检测该高铬合金铸球淬火态邵氏A型硬度为64度，冲击值4.3J/cm2，落球冲击疲劳次数为18540次。
[0075]综上所述，本发明所述高铬合金铸球通过调整铬的含量，以及对铁液实施变质处理，有效提高了铸球的硬度，减少了磨损度，提高了耐磨性，淬火态邵氏A型硬度多62度，冲击值多4.3J/cm2，落球冲击疲劳寿命多18000次。
[0076]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种高铬合金铸球，其特征在于:该高铬合金铸球的各成分及重量百分比为:Cr10.1?20%，Re 0.06?0.10%，Mo<0.8%，R<0.08%，Zr 0.5?0.8%，Co 0.3?0.6%，C 1.6?1.8%, Si 0.8?1.1%，Μη 0.8?I.00%，Ρ彡 0.10%，Cu彡 0.5%，S彡 0.06%，余量为 Fe。2.根据权利要求1所述的高络合金铸球的制造工艺，其特征在于:该工艺包括以下步骤， (I)将水磨灰筛选分离后的原料投入中频炉精炼，在1500?1700°C熔化，并进行分析、调整； (2 )向炉液中加入0.8%的铝，进行脱氧处理，得到脱氧后的铁液； (3)向脱氧后的铁液中加入0.25%的钇稀土，进行变质处理，得到变质后的铁液； (4)待变质的铁液温度降至1470?1550°C时，通过砂型模浇铸成型，冷却15分钟开模取出毛坯球； (5)将上述毛坯球在淬火炉内加热到995?1000°C，保温2?2.5h，然后倒入冷盐浴中，冷却2?3h，取出空冷，得淬火后铸球； (6)将淬火后的铸球再次回火，温度控制在420?450°C之间，保温6?6.5h，出炉后缓冷至200 °C出炉，空冷至室温，得到成品。3.根据权利要求2所述的高铬合金铸球的制造工艺，其特征在于:步骤(I)中所述水磨灰为430不锈钢水磨灰。4.根据权利要求2所述的高铬合金铸球的制造工艺，其特征在于:步骤(I)中所述中频炉为AOD中频精炼炉。
【文档编号】C22C37/10GK105970078SQ201610498516
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】赵友春
【申请人】江苏胜友机械配件制造有限公司