本發(fā)明涉及研磨機(jī)械
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球及其制備方法。
背景技術(shù)：
：耐磨鋼球已被廣泛的應(yīng)用于冶金、選礦、建材、化工、電力等工業(yè)生產(chǎn)中。耐磨鋼球在研磨一些硬質(zhì)物質(zhì)時(shí)，特別容易被磨損，從而縮短耐磨鋼球的使用壽命。目前，通常會增加鉻、碳的含量來增加鋼球的耐磨性能，但是，鉻碳含量增高，會降低鋼球的塑性、使其易裂、易碎，從而限制了耐磨鋼球的應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于
背景技術(shù)：
存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球及其制備方法，本發(fā)明通過各元素相互配合，并限定出爐澆鑄后的降溫溫度、降溫速度、升溫溫度和升溫速度，達(dá)到細(xì)化殘余奧氏體的目的，使得鋼球內(nèi)部和表面奧氏體晶粒細(xì)小、尺寸一致，再結(jié)合合適的熱處理工藝，使得本發(fā)明在保持良好耐磨性的同時(shí)，具有良好的抗裂性能。本發(fā)明提出的一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.25-0.35％，Si：0.5-0.7％，Mn：1.2-1.3％，Ni：0.02-0.04％，Cr：13-15％，Mo：0.2-0.3％，Al：0.1-0.2％，B：0.02-0.04％，Ti：0.02-0.04％，V：0.04-0.06％，W：0.01-0.03％，La：0.01-0.02％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)；其中，滿足“4.2％＜0.5Cr-11.4Ni-8.5W-1.3Mn＜5.5％”的表達(dá)式。優(yōu)選地，其各組分的重量百分比如下：C：0.28-0.32％，Si：0.55-0.65％，Mn：1.22-1.28％，Ni：0.025-0.035％，Cr：13.5-14.5％，Mo：0.23-0.27％，Al：0.12-0.18％，B：0.025-0.035％，Ti：0.025-0.035％，V：0.045-0.055％，W：0.015-0.025％，La：0.013-0.017％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)。優(yōu)選地，其各組分的重量百分比如下：C：0.3％，Si：0.6％，Mn：1.25％，Ni：0.03％，Cr：14％，Mo：0.25％，Al：0.15％，B：0.03％，Ti：0.03％，V：0.05％，W：0.02％，La：0.015％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明還提出了上述中碳高鉻抗裂耐磨鋼球的制備方法，包括如下步驟：S1、將廢鋼熔煉，加入碳、硅、錳、鎳、鉻、鉬、鋁、硼、鈦、釩、鎢、鑭精煉后，調(diào)節(jié)出爐澆鑄溫度為1430-1500℃，進(jìn)行出爐澆鑄，然后降溫至1300-1330℃，保溫30-60s，接著降溫至T1℃得到滿足上述范圍的球形鑄件，其中，T1＝491+100×(476Mo+267V+345La)，其中Mo、V、La依次為鉬、釩、鑭在中碳高鉻抗裂耐磨鋼球中的重量百分比；S2、取S1中得到的球形鑄件，升溫至T2℃，保溫3-5h，用水淬火，冷卻至室溫，升溫至650-700℃，保溫1-2h，降溫至300-400℃，保溫2-4h，空冷得到中碳高鉻抗裂耐磨鋼球，其中T2＝990+100×(880Ti+730V+476Al)，其中Ti、V、Al依次為鈦、釩、鋁在中碳高鉻抗裂耐磨鋼球中的重量百分比。優(yōu)選地，在S1中，以2.6-3℃/s的速度降溫至1300-1330℃，保溫30-60s，接著以5.3-5.7℃/s的速度降溫至T1℃得到球形鑄件。優(yōu)選地，在S2中，以3.2-3.6℃/s的速度升溫至T2℃。優(yōu)選地，在S2中，淬火用水溫度為40-60℃，淬火40-60s。優(yōu)選地，在S2中，淬火后以5-7℃/min的速度冷卻至室溫。本發(fā)明通過限定高的碳、鉻含量，來增加本發(fā)明硬度和耐磨性，；并通過限定4.2％＜0.5Cr-11.4Ni-8.5W-1.3Mn＜5.5％的關(guān)系式，使得C、Cr與Ni、Mn、W按合適含量相互配合，在保持鋼球耐磨性的同時(shí)，增加鋼球的塑性和韌性，從而增加本發(fā)明的抗裂性能；并且Cr、Ni、Ti、V、W元素相互配合，增加本發(fā)明的耐腐蝕性能，Mo、Ti、V、Al、La元素相互配合，細(xì)化奧氏體晶粒進(jìn)一步增加本發(fā)明的強(qiáng)度和韌性，增加本發(fā)明的耐磨、抗裂性能；出爐澆鑄后，選用合適的速度降溫至1300-1330℃，使得鋼球內(nèi)部和鋼球表面的奧氏體晶粒尺寸均一并保持較小晶粒；通過限定T1＝491+100×(476Mo+267V+345La)的關(guān)系式，并配以合適的降溫速度，使得在鋼球內(nèi)部沿著奧氏體晶界形成先共析鐵素體并均勻分布在奧氏體中，并通過Mo、V、La元素進(jìn)一步細(xì)化奧氏體、鐵素體，最后得到先共析鐵素體和殘余奧氏體均勻分布并配比合適的球形鑄件；然后通過限定T2＝990+100×(880Ti+730V+476Al)的關(guān)系式，并配以合適的升溫速度，使得先共析鐵素體形成新的奧氏體，并與殘余奧氏體均勻間隔分布，達(dá)到分割殘余奧氏體晶粒，進(jìn)一步細(xì)化殘余奧氏體的效果，從而達(dá)到從鋼球內(nèi)部到表面細(xì)化殘余奧氏體的目的，并能保持鋼球表面和內(nèi)部的奧氏體晶粒大小均一，從而大大增加了本發(fā)明的防裂和耐磨性能；并配合淬火和回火處理，進(jìn)一步增加本發(fā)明的強(qiáng)度和韌性，增加本發(fā)明的抗裂性能；本發(fā)明通過各元素相互配合，并限定出爐澆鑄后的降溫溫度、降溫速度、升溫溫度和升溫速度，達(dá)到細(xì)化殘余奧氏體的目的，使得鋼球內(nèi)部和表面奧氏體晶粒細(xì)小、尺寸一致，再結(jié)合合適的熱處理工藝，使得本發(fā)明在保持良好耐磨性的同時(shí)，具有良好的抗裂性能。具體實(shí)施方式下面，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球，C：0.3％，Si：0.6％，Mn：1.25％，Ni：0.03％，Cr：14％，Mo：0.25％，Al：0.15％，B：0.03％，Ti：0.03％，V：0.05％，W：0.02％，La：0.015％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)。上述中碳高鉻抗裂耐磨鋼球的制備方法，包括如下步驟：S1、將廢鋼熔煉，加入碳、硅、錳、鎳、鉻、鉬、鋁、硼、鈦、釩、鎢、鑭精煉后，調(diào)節(jié)出爐澆鑄溫度為1465℃，進(jìn)行出爐澆鑄，然后降溫至1325℃，保溫45s，接著降溫至629℃得到滿足上述范圍的球形鑄件；S2、取S1中得到的球形鑄件，升溫至1124℃，保溫4h，用水淬火，冷卻至室溫，升溫至675℃，保溫1.5h，降溫至350℃，保溫3h，空冷得到中碳高鉻抗裂耐磨鋼球。實(shí)施例2一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.25％，Si：0.7％，Mn：1.2％，Ni：0.04％，Cr：13％，Mo：0.3％，Al：0.1％，B：0.04％，Ti：0.02％，V：0.06％，W：0.01％，La：0.02％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)。上述中碳高鉻抗裂耐磨鋼球的制備方法，包括如下步驟：S1、將廢鋼熔煉，加入碳、硅、錳、鎳、鉻、鉬、鋁、硼、鈦、釩、鎢、鑭精煉后，調(diào)節(jié)出爐澆鑄溫度為1430℃，進(jìn)行出爐澆鑄，然后以3℃/s的速度降溫至1300℃，保溫60s，接著以5.3℃/s的速度降溫至657℃得到滿足上述范圍的球形鑄件；S2、取S1中得到的球形鑄件，以3.6℃/s的速度升溫至1099℃，保溫3h，用溫度為60℃的水淬火40s，以7℃/min的速度冷卻至室溫，升溫至650℃，保溫2h，降溫至300℃，保溫4h，空冷得到中碳高鉻抗裂耐磨鋼球。實(shí)施例3一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.35％，Si：0.5％，Mn：1.3％，Ni：0.02％，Cr：15％，Mo：0.2％，Al：0.2％，B：0.02％，Ti：0.04％，V：0.04％，W：0.03％，La：0.01％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)。上述中碳高鉻抗裂耐磨鋼球的制備方法，包括如下步驟：S1、將廢鋼熔煉，加入碳、硅、錳、鎳、鉻、鉬、鋁、硼、鈦、釩、鎢、鑭精煉后，調(diào)節(jié)出爐澆鑄溫度為1500℃，進(jìn)行出爐澆鑄，然后以2.6℃/s的速度降溫至1330℃，保溫30s，接著以5.7℃/s的速度降溫至600℃得到滿足上述范圍的球形鑄件；S2、取S1中得到的球形鑄件，以3.2℃/s的速度升溫至1150℃，保溫5h，用溫度為40℃的水淬火60s，以5℃/min的速度冷卻至室溫，升溫至700℃，保溫1h，降溫至400℃，保溫2h，空冷得到中碳高鉻抗裂耐磨鋼球。實(shí)施例4一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.28％，Si：0.65％，Mn：1.22％，Ni：0.035％，Cr：13.5％，Mo：0.27％，Al：0.12％，B：0.035％，Ti：0.025％，V：0.055％，W：0.015％，La：0.017％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)。上述中碳高鉻抗裂耐磨鋼球的制備方法，包括如下步驟：S1、將廢鋼熔煉，加入碳、硅、錳、鎳、鉻、鉬、鋁、硼、鈦、釩、鎢、鑭精煉后，調(diào)節(jié)出爐澆鑄溫度為1450℃，進(jìn)行出爐澆鑄，然后以2.9℃/s的速度降溫至1310℃，保溫50s，接著以5.4℃/s的速度降溫至640℃得到滿足上述范圍的球形鑄件；S2、取S1中得到的球形鑄件，以3.5℃/s的速度升溫至1109℃，保溫3.5h，用溫度為55℃的水淬火45s，以6.5℃/min的速度冷卻至室溫，升溫至670℃，保溫1.8h，降溫至330℃，保溫3.5h，空冷得到中碳高鉻抗裂耐磨鋼球。實(shí)施例5一種中碳高鉻抗裂耐磨鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.32％，Si：0.55％，Mn：1.28％，Ni：0.025％，Cr：14.5％，Mo：0.23％，Al：0.18％，B：0.025％，Ti：0.035％，V：0.045％，W：0.025％，La：0.013％，余料為Fe及不可避免雜質(zhì)。上述中碳高鉻抗裂耐磨鋼球的制備方法，包括如下步驟：S1、將廢鋼熔煉，加入碳、硅、錳、鎳、鉻、鉬、鋁、硼、鈦、釩、鎢、鑭精煉后，調(diào)節(jié)出爐澆鑄溫度為1480℃，進(jìn)行出爐澆鑄，然后以2.7℃/s的速度降溫至1320℃，保溫40s，接著以5.6℃/s的速度降溫至617℃得到滿足上述范圍的球形鑄件；S2、取S1中得到的球形鑄件，以3.3℃/s的速度升溫至1139℃，保溫4.5h，用溫度為45℃的水淬火55s，以5.5℃/min的速度冷卻至室溫，升溫至680℃，保溫1.2h，降溫至370℃，保溫2.5h，空冷得到中碳高鉻抗裂耐磨鋼球。對實(shí)施例1-5進(jìn)行性能檢測，結(jié)果如下：項(xiàng)目表面硬度HRC沖擊韌性J/cm2磨球碎球率％實(shí)施例162150.3實(shí)施例263130.6實(shí)施例364140.4實(shí)施例466130.5實(shí)施例567150.3由上表可以看出，本發(fā)明硬度高，耐磨性好，韌性好，抗裂性好。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3