本發(fā)明涉及耐磨球
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種低碳高鉻耐磨球及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：球磨機是物料被破碎之后，再進行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，對各種礦石和其它可磨性物料進行干式或濕式粉磨。在球磨機中鋼球是重要的組成部分，它的主要作用是對物料進行沖擊破碎，同時也起到一定的研磨作用，鋼球的質(zhì)量對粉碎效果和粉磨效率會產(chǎn)生直接的影響，并最終影響球磨機產(chǎn)量，因此，鋼球要有足夠高的強度和耐沖擊性能。在中國公開的CN105112768A中針對磨球的耐磨性能做出了提升，提出了一種釩鈦合金耐磨鑄球，其通過加入含釩量促進碳化物的形成從而提升硬度，但是碳化物含量過高會導(dǎo)致固溶合金元素含量降低，基體強化度低，淬透性差，而且釩也為降低淬透性的元素，大量的添加釩不利于磨球的韌性，綜合機械性能差。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述存在的問題，本發(fā)明提出了一種硬度高、耐磨、耐疲勞性強的低碳高鉻耐磨球及其制備工藝。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.35-2.46％、硅0.85-1.12％、錳0.45-0.6％、鉻18-22％、鋁0.2-0.25％、鈦0.1-0.18％、鉭0.05-0.1％、硼0.1-0.12％、鈮0.02-0.04％、鋯0.01-0.03％、硫0.01-0.025％、磷0.01-0.025％、氮0.2-0.24％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選的，一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.3-2.46％、硅1-1.12％、錳0.5-0.6％、鉻20-22％、鋁0.23-0.25％、鈦0.14-0.18％、鉭0.08-0.1％、硼0.11-0.12％、鈮0.03-0.04％、鋯0.02-0.03％、硫0.018-0.025％、磷0.018-0.025％、氮0.22-0.24％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選的，一種低碳高鉻耐磨球的制備工藝，其制備步驟如下：1)將廢鋼、生鐵、鋁鐵合金入感應(yīng)電爐中，并向電爐中通入氮氣，升溫至1250-1300℃，然后加入鈮鉭合金、氮化硅鐵、鈦鐵合金、錳鐵合金加，繼續(xù)升溫至1500-1580℃；2)依次加入硼鐵合金、硅鐵合金進行孕育處理，然后進行成分分析，保溫30min；3)向熔融液面噴灑除渣劑，扒渣，出鋼；4)降溫至1350-1380℃時澆注成型得初產(chǎn)品，冷卻至室溫；5)對初產(chǎn)品進行淬火處理，升溫至400-420℃，保溫1-2h，繼續(xù)升溫至830-840℃，保溫2-2.5h，然后降溫至室溫；6)對步驟5)中淬火后的初產(chǎn)品進行回火處理，升溫至400-430℃，保溫3-3.5h，然后降溫至室溫。優(yōu)選的，步驟2)保溫過程中向電爐內(nèi)投入10倍于磷含量的生石灰。優(yōu)選的，步驟3)中出鋼時進行脫氧處理。優(yōu)選的，步驟5)中升溫速度為2.5℃/min，降溫速度為4℃/min。優(yōu)選的，驟6)中升溫速度為2℃/min，降溫速度為1.5℃/min。由于采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明降低了碳元素的含量，同時通入氮氣，在熔煉的過程中不僅保證了一定量的碳化物，同時形成部分的金屬氮化物，增強了耐磨球的耐磨性，提高了淬透性。其淬火過程中通過兩次升溫、保溫再降溫，降低了加熱溶解的速度，避免了過熱傾向，得到細化的奧氏體組織，回火有利于組織均勻分布，消除內(nèi)應(yīng)力，且淬火最終溫度為830-840℃，得到的奧氏體晶粒比較細小，減少了以碳化物形式沿奧氏體晶粒邊界析出的網(wǎng)狀碳化物，且在隨后冷卻過程中，即使有網(wǎng)狀碳化物析出，也將是細薄的，同時，原料中的硅、錳也會阻礙網(wǎng)狀碳化物的形成，有利于提高耐磨球的硬度。保溫時加入的生石灰可降低雜質(zhì)磷的含量，硅、鈮的添加有利于提高磨球的尺寸的穩(wěn)定性和抗軟化性，硼、氮、硅可提高耐磨球的淬透性，鈮、鉭具有超強的耐腐蝕性，且延展性強，配合以鐵、鋁為基底熔劑，增強了耐磨球的延展性，提高形變恢復(fù)能力。本發(fā)明低碳高鉻耐磨球淬火態(tài)HRC≥65，沖擊疲勞壽命≥19600次，破碎率≤2.5％。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例1：一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.45％、硅0.88％、錳0.52％、鉻18％、鋁0.22％、鈦0.16％、鉭0.05％、硼0.11％、鈮0.03％、鋯0.03％、硫0.018％、磷0.022％、氮0.21％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。一種低碳高鉻耐磨球的制備工藝，其制備步驟如下：1)將廢鋼、生鐵、鋁鐵合金入感應(yīng)電爐中，并向電爐中通入氮氣，升溫至1260℃，然后加入鈮鉭合金、氮化硅鐵、鈦鐵合金、錳鐵合金加，繼續(xù)升溫至1550℃；2)依次加入硼鐵合金、硅鐵合金進行孕育處理，然后進行成分分析，保溫30min；3)向熔融液面噴灑除渣劑，扒渣，出鋼；4)降溫至1360℃時澆注成型得初產(chǎn)品，冷卻至室溫；5)對初產(chǎn)品進行淬火處理，升溫至405℃，保溫1.5h，繼續(xù)升溫至835℃，保溫2.2h，然后降溫至室溫；6)對步驟5)中淬火后的初產(chǎn)品進行回火處理，升溫至410℃，保溫3.2h，然后降溫至室溫。實施例2：一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.46％、硅0.96％、錳0.6％、鉻20％、鋁0.25％、鈦0.18％、鉭0.1％、硼0.12％、鈮0.02％、鋯0.02％、硫0.016％、磷0.025％、氮0.24％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。一種低碳高鉻耐磨球的制備工藝，其制備步驟如下：1)將廢鋼、生鐵、鋁鐵合金入感應(yīng)電爐中，并向電爐中通入氮氣，升溫至1290℃，然后加入鈮鉭合金、氮化硅鐵、鈦鐵合金、錳鐵合金加，繼續(xù)升溫至1560℃；2)依次加入硼鐵合金、硅鐵合金進行孕育處理，然后進行成分分析，保溫30min；3)向熔融液面噴灑除渣劑，扒渣，出鋼；4)降溫至1380℃時澆注成型得初產(chǎn)品，冷卻至室溫；5)對初產(chǎn)品進行淬火處理，升溫至420℃，保溫1.8h，繼續(xù)升溫至830℃，保溫2.4h，然后降溫至室溫；6)對步驟5)中淬火后的初產(chǎn)品進行回火處理，升溫至405℃，保溫3.4h，然后降溫至室溫。實施例3：一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.35％、硅1％、錳0.5％、鉻19％、鋁0.23％、鈦0.14％、鉭0.07％、硼0.11％、鈮0.02％、鋯0.03％、硫0.02％、磷0.017％、氮0.2％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。一種低碳高鉻耐磨球的制備工藝，其制備步驟如下：1)將廢鋼、生鐵、鋁鐵合金入感應(yīng)電爐中，并向電爐中通入氮氣，升溫至1280℃，然后加入鈮鉭合金、氮化硅鐵、鈦鐵合金、錳鐵合金加，繼續(xù)升溫至1580℃；2)依次加入硼鐵合金、硅鐵合金進行孕育處理，然后進行成分分析，保溫30min；3)向熔融液面噴灑除渣劑，扒渣，出鋼；4)降溫至1350℃時澆注成型得初產(chǎn)品，冷卻至室溫；5)對初產(chǎn)品進行淬火處理，升溫至415℃，保溫2h，繼續(xù)升溫至840℃，保溫2.5h，然后降溫至室溫；6)對步驟5)中淬火后的初產(chǎn)品進行回火處理，升溫至400℃，保溫3.5h，然后降溫至室溫。實施例4：一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.4％、硅1.12％、錳0.48％、鉻22％、鋁0.2％、鈦0.1％、鉭0.08％、硼0.1％、鈮0.03％、鋯0.01％、硫0.025％、磷0.018％、氮0.22％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。一種低碳高鉻耐磨球的制備工藝，其制備步驟如下：1)將廢鋼、生鐵、鋁鐵合金入感應(yīng)電爐中，并向電爐中通入氮氣，升溫至1250℃，然后加入鈮鉭合金、氮化硅鐵、鈦鐵合金、錳鐵合金加，繼續(xù)升溫至1520℃；2)依次加入硼鐵合金、硅鐵合金進行孕育處理，然后進行成分分析，保溫30min；3)向熔融液面噴灑除渣劑，扒渣，出鋼；4)降溫至1370℃時澆注成型得初產(chǎn)品，冷卻至室溫；5)對初產(chǎn)品進行淬火處理，升溫至418℃，保溫1h，繼續(xù)升溫至840℃，保溫2h，然后降溫至室溫；6)對步驟5)中淬火后的初產(chǎn)品進行回火處理，升溫至430℃，保溫3h，然后降溫至室溫。實施例5：一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.42％、硅1.08％、錳0.45％、鉻20％、鋁0.24％、鈦0.12％、鉭0.06％、硼0.12％、鈮0.04％、鋯0.03％、硫0.022％、磷0.015％、氮0.24％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。一種低碳高鉻耐磨球的制備工藝，其制備步驟如下：1)將廢鋼、生鐵、鋁鐵合金入感應(yīng)電爐中，并向電爐中通入氮氣，升溫至1300℃，然后加入鈮鉭合金、氮化硅鐵、鈦鐵合金、錳鐵合金加，繼續(xù)升溫至1540℃；2)依次加入硼鐵合金、硅鐵合金進行孕育處理，然后進行成分分析，保溫30min；3)向熔融液面噴灑除渣劑，扒渣，出鋼；4)降溫至1350℃時澆注成型得初產(chǎn)品，冷卻至室溫；5)對初產(chǎn)品進行淬火處理，升溫至400℃，保溫1.6h，繼續(xù)升溫至830℃，保溫2.2h，然后降溫至室溫；6)對步驟5)中淬火后的初產(chǎn)品進行回火處理，升溫至420℃，保溫3.2h，然后降溫至室溫。實施例6：一種低碳高鉻耐磨球由以下質(zhì)量份數(shù)組成：碳2.38％、硅0.85％、錳0.55％、鉻21％、鋁0.25％、鈦0.15％、鉭0.05％、硼0.12％、鈮0.03％、鋯0.02％、硫0.01％、磷0.01％、氮0.23％、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。一種低碳高鉻耐磨球的制備工藝，其制備步驟如下：1)將廢鋼、生鐵、鋁鐵合金入感應(yīng)電爐中，并向電爐中通入氮氣，升溫至1280℃，然后加入鈮鉭合金、氮化硅鐵、鈦鐵合金、錳鐵合金加，繼續(xù)升溫至1550℃；2)依次加入硼鐵合金、硅鐵合金進行孕育處理，然后進行成分分析，保溫30min；3)向熔融液面噴灑除渣劑，扒渣，出鋼；4)降溫至1380℃時澆注成型得初產(chǎn)品，冷卻至室溫；5)對初產(chǎn)品進行淬火處理，升溫至410℃，保溫1.4h，繼續(xù)升溫至835℃，保溫2.4h，然后降溫至室溫；6)對步驟5)中淬火后的初產(chǎn)品進行回火處理，升溫至425℃，保溫3.4h，然后降溫至室溫。本發(fā)明實施例產(chǎn)品進行性能測試，數(shù)據(jù)如下：球芯HRC/度球面HRC/度落球沖擊疲勞壽命/次實施例1566819680實施例2556519600實施例3606919820實施例4586619730實施例5586719650實施例6556819630平均值5767.1719685根據(jù)上述表格數(shù)據(jù)可知本發(fā)明制備的低碳高鉻耐磨球耐磨性強，球芯硬度≥55，球面硬度≥65，落球抗擊疲勞次數(shù)≥19600次，綜合機械性能強，值得推廣。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。當前第1頁1 2 3