專利名稱：高碳鋼多合金耐磨球及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體時(shí)一種高碳鋼多合金耐磨球及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
球磨機(jī)是水泥、礦山、火電、建材等行業(yè)廣泛使用的粉磨設(shè)備，磨球是球磨機(jī)中最 常用的研磨體，其在使用中消耗最大。隨著工業(yè)的發(fā)展，各式大型球磨機(jī)逐年增加，磨球的 消耗也大幅度增長。這不僅消耗大量的鋼鐵材料，而且大量的鐵粉進(jìn)入鍋爐，侵蝕鍋爐零部 件，降低其壽命。所以，不斷的研究、提高磨球的耐磨性，降低其單位耗損，有著重要的經(jīng)濟(jì) 意義。 耐磨損性能強(qiáng)(什么)的鋼鐵材料的總稱，耐磨鋼是當(dāng)今耐磨材料中用量最大的 一種。磨損是工件失效的主要形式之一，磨損造成了能源和原材料的大量消耗，根據(jù)不完全 統(tǒng)計(jì)，能源的1/3到1/2消耗于摩擦與磨損。近幾十年來，低、中合金耐磨鋼的開發(fā)與應(yīng)用 發(fā)展很快，由于這些鋼具有較好的耐磨性和韌性，生產(chǎn)工藝較簡單，綜合經(jīng)濟(jì)性合理，在許 多工況條件下適用，而受到用戶的歡迎。為了適應(yīng)礦山采運(yùn)機(jī)械與工程機(jī)械發(fā)展的需要，所 研制的高硬度耐磨鋼板，20世紀(jì)70-80年代在國際上已形成系列并標(biāo)準(zhǔn)化。這類鋼是在低 合金高強(qiáng)度可焊接鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它們一般采用軋后直接淬火并回火，或?qū)嵭锌?軋、控冷工藝進(jìn)行強(qiáng)化，可節(jié)約能源，且合金元素含量低，價(jià)格較便宜，但硬度高，耐磨，工藝 性能尚可，由于具有了這些優(yōu)點(diǎn)使這類耐磨鋼板很受用戶歡迎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高碳鋼多合金耐磨球及其生產(chǎn)方法，具有高硬度、高耐磨性、高
韌性和高抗沖擊性。 本發(fā)明的技術(shù)方案為 高碳鋼多合金耐磨球，其特征在于各化學(xué)成分按重量百分比為C :1. 0_1. 2、 Si :
1. 2-1. 6、 Mn :1. 6-2. 2、 P《0. 05、 S《0. 25、 Cr :1. 5-2. 5、 MoO. 2-0. 3、 B :0. 005-0. 01、 Ti :
0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15，其余為Fe。
所述的高碳鋼多合金耐磨球，其特征在于各化學(xué)成分按重量百分比為C:
1. 0-1. 2、 Si :1. 2-1. 6、 Mn :1. 6—2. 2、 P《0. 05、 S《0. 25、 Cr :1. 5—2. 5、 MoO. 2—0. 3、 B :
0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15，其余為Fe。
所述的高碳鋼多合金耐磨球，其特征在于各化學(xué)成分按重量百分比為C:
1. 0-1. 2、 Si :1. 2-1. 6、 Mn :1. 6—2. 2、 P《0. 05、 S《0. 25、 Cr :1. 5—2. 5、 MoO. 2—0. 3、 B : 0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15，其余為Fe。
所述的高碳鋼多合金耐磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟
(1)、按大磨球的主要化學(xué)成分的重量百分比在熔煉爐內(nèi)加入除硼鐵、鈦鐵、釩鐵 外的所有金屬爐料，升溫，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到158(TC左右時(shí)，取樣進(jìn)行化學(xué)分析，控制各化學(xué) 成分的重量百分比；當(dāng)溫度達(dá)到1620-163(TC時(shí)，依次進(jìn)行沉淀脫氧和終脫氧；
3
(2)、在熔煉爐溫度為1600°C時(shí)，在熔煉爐內(nèi)撒入集渣劑，扒凈爐內(nèi)渣后，加入預(yù)先 配好重量并烘烤過的硼鐵、鈦鐵和釩鐵，熔煉3-5分鐘，完成爐內(nèi)一次變質(zhì)處理，然后終脫 氧、出爐； (3)、配制二次變質(zhì)劑將工業(yè)共硝酸鉀20 % 、稀土硅鐵合金75 % 、稀土鎂硅鐵合 金5%混合均勻；然后在1620-163(TC下用配制好的二次變質(zhì)劑對一次變質(zhì)處理后的鐵水 用包內(nèi)沖入法進(jìn)行二次變質(zhì)處理；二次變質(zhì)劑與鐵水的重量比為0. 3-0. 5% : 1 ;
(4)、將經(jīng)二次變質(zhì)處理后的鐵水用集渣劑扒凈包內(nèi)的渣子，再撒一層集渣劑，降 溫至1460-148(TC，進(jìn)行澆注處理，得鑄件； (5)、將鑄件升溫至930-96(TC下進(jìn)行高溫淬火，然后在35(rC左右下回火，得成
PR o 所述的高碳鋼多合金耐磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的硼鐵、鈦鐵、釩鐵的 粒度為5-10mm ;所述的稀土硅鐵合金的粒度為5-10mm，含稀土 20-22% ;所述的稀土鎂硅鐵 合金的粒度為5-10mm，含稀土 6-9%，鎂6-8%。 所述的高碳鋼多合金耐磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的二次變質(zhì)劑中的稀 土硅鐵合金和稀土鎂硅鐵合金經(jīng)15(TC的烘烤；所述的高溫淬火采用空淬或油淬；所述的
高溫淬火時(shí)的保溫時(shí)間為鑄球每25mm厚保溫1小時(shí)；所述的回火時(shí)的保溫時(shí)間為每25mm 壁厚保溫l. 5-2小時(shí)。 本發(fā)明嚴(yán)格控制硅、錳的含量，以及鈦、硼、釩之間的重量比，保證了磨球的耐磨 性、高硬度、高韌性和抗高沖擊性。經(jīng)過與高鉻鑄鐵球(含鉻18%)在同一磨機(jī)上進(jìn)行對比 試驗(yàn)，本發(fā)明鑄球磨耗為0. 9公斤/噸礦石；而高鉻鑄鐵球磨耗為1. 15公斤/噸礦石，破碎 率低于高鉻球。
具體實(shí)施例方式高碳鋼多合金耐磨球，各化學(xué)成分按重量百分比為:C :1. 0_1. 2、 Si :1. 2_1. 6、 Mn :
1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5-2. 5、Mo0. 2-0. 3、B :0. 005-0. 01、Ti :0. 025-0. 05、V :
0. 08-0. 15，其余為Fe。
高碳鋼多合金耐磨球，各化學(xué)成分按重量百分比為:C :1. 0_1. 2、 Si :1. 2_1. 6、 Mn :
1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5-2. 5、Mo0. 2-0. 3、B :0. 005-0. 01、Ti :0. 025-0. 05、V : 0. 08-0. 15，其余為Fe。 高碳鋼多合金耐磨球的生產(chǎn)方法 (1)、按大磨球的主要化學(xué)成分的重量百分比在熔煉爐內(nèi)加入除硼鐵、鈦鐵、釩鐵
外的所有金屬爐料，升溫，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到158(TC左右時(shí)，取樣進(jìn)行化學(xué)分析，控制各化學(xué)
成分的重量百分比；當(dāng)溫度達(dá)到1620-163(TC時(shí)，依次進(jìn)行沉淀脫氧和終脫氧； (2)、在熔煉爐溫度為160(TC時(shí)，在熔煉爐內(nèi)撒入集渣劑，扒凈爐內(nèi)渣后，加入預(yù)先
配好重量并烘烤過的硼鐵、鈦鐵和釩鐵，熔煉3-5分鐘，完成爐內(nèi)一次變質(zhì)處理，然后終脫
氧、出爐； (3)、配制二次變質(zhì)劑將工業(yè)共硝酸鉀20%、稀土硅鐵合金75%、稀土鎂硅鐵合 金5%混合均勻；然后在1620-163(TC下用配制好的二次變質(zhì)劑對一次變質(zhì)處理后的鐵水 用包內(nèi)沖入法進(jìn)行二次變質(zhì)處理；二次變質(zhì)劑與鐵水的重量比為0. 3-0. 5% : 1 ;稀土硅鐵
4合金和稀土鎂硅鐵合金經(jīng)15(TC的烘烤； (4)、將經(jīng)二次變質(zhì)處理后的鐵水用集渣劑扒凈包內(nèi)的渣子，再撒一層集渣劑，降 溫至1460-148(TC，進(jìn)行澆注處理，得鑄件； (5)、將鑄件升溫至930-96(TC下進(jìn)行高溫淬火，然后在35(TC下回火，得成品。高 溫淬火采用空淬或油淬；所述的高溫淬火時(shí)的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫1小時(shí)；所述的 回火時(shí)的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫1. 5_2小時(shí)。
權(quán)利要求
高碳鋼多合金耐磨球，其特征在于各化學(xué)成分按重量百分比為C1.0-1.2、Si1.2-1.6、Mn1.6-2.2、P≤0.05、S≤0.25、Cr1.5-2.5、Mo0.2-0.3、B0.005-0.01、Ti0.025-0.05、V0.08-0.15，其余為Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高碳鋼多合金耐磨球，其特征在于各化學(xué)成分按重量百分 比為C :1. 0-1. 2、Si :1. 2—1. 6、Mn :1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5—2. 5、MoO. 2—0. 3、 B :0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15，其余為Fe。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高碳鋼多合金耐磨球，其特征在于各化學(xué)成分按重量百分比為C :1. 0-1. 2、Si :1. 2—1. 6、Mn :1. 6-2. 2、P《0. 05、S《0. 25、Cr :1. 5—2. 5、MoO. 2—0. 3、 B :0. 005-0. 01、 Ti :0. 025-0. 05、 V :0. 08-0. 15，其余為Fe。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高碳鋼多合金耐磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟(1) 、按大磨球的主要化學(xué)成分的重量百分比在熔煉爐內(nèi)加入除硼鐵、鈦鐵、釩鐵外的所有金屬爐料，升溫，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到158(TC左右時(shí)，取樣進(jìn)行化學(xué)分析，控制各化學(xué)成分 的重量百分比；當(dāng)溫度達(dá)到1620-163(TC時(shí)，依次進(jìn)行沉淀脫氧和終脫氧；(2) 、在熔煉爐溫度為160(TC時(shí)，在熔煉爐內(nèi)撒入集渣劑，扒凈爐內(nèi)渣后，加入預(yù)先配好 重量并烘烤過的硼鐵、鈦鐵和釩鐵，熔煉3-5分鐘，完成爐內(nèi)一次變質(zhì)處理，然后終脫氧、出 爐；(3) 、配制二次變質(zhì)劑將工業(yè)共硝酸鉀20%、稀土硅鐵合金75%、稀土鎂硅鐵合金5% 混合均勻；然后在1620-163(TC下用配制好的二次變質(zhì)劑對一次變質(zhì)處理后的鐵水用包內(nèi) 沖入法進(jìn)行二次變質(zhì)處理；二次變質(zhì)劑與鐵水的重量比為0. 3-0. 5% :1 ;(4) 、將經(jīng)二次變質(zhì)處理后的鐵水用集渣劑扒凈包內(nèi)的渣子，再撒一層集渣劑，降溫至 1460-148(TC，進(jìn)行澆注處理，得鑄件；(5) 、將鑄件升溫至930-96(TC下進(jìn)行高溫淬火，然后在35(TC左右下回火，得成品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高碳鋼多合金耐磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的硼鐵、 鈦鐵、釩鐵的粒度為5-10mm ;所述的稀土硅鐵合金的粒度為5-10mm，含稀土 20-22% ;所述 的稀土鎂硅鐵合金的粒度為5-10mm，含稀土 6-9%，鎂6-8%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高碳鋼多合金耐磨球的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的二次 變質(zhì)劑中的稀土硅鐵合金和稀土鎂硅鐵合金經(jīng)15(TC的烘烤；所述的高溫淬火采用空淬或 油淬；所述的高溫淬火時(shí)的保溫時(shí)間為鑄球每25mm厚保溫1小時(shí)；所述的回火時(shí)的保溫時(shí) 間為每25mm壁厚保溫1. 5_2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高碳鋼多合金耐磨球及其生產(chǎn)方法，其各主要化學(xué)成分按重量百分比為C1.0-1.2、Si1.2-1.6、Mn1.6-2.2、P≤0.05、S≤0.25、Cr1.5-2.5、Mo0.2-0.3、B0.005-0.01、Ti0.025-0.05、V0.08-0.15，其余為Fe。生產(chǎn)方法為熔料、兩次變質(zhì)處理、澆注、淬火、回火，得成品。本發(fā)明所生產(chǎn)的磨球具有高硬度、高耐磨性、高韌性和高抗沖擊性，其生產(chǎn)方法簡單，易操作。
文檔編號C22C38/38GK101736200SQ20091025147
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者汪德發(fā) 申請人:寧國市開源電力耐磨材料有限公司