一種耐磨鑄球材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種耐磨鑄球材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳1.6-1.8、硅1.2-1.5、錳2.4-2.7、硼0.4-0.6、鉻13.2-14.5、鈦5.8-6.5、Be0.7-0.9、La0.03-0.05、P≤0.07、S≤0.07、余量為鐵。本發(fā)明合金通過(guò)添加錳、硼、La等元素，合金具有優(yōu)異的耐磨性能，通過(guò)添加鉻、鈦、Be等元素，使合金具有高的硬度，耐高溫、耐腐蝕；通過(guò)合理控制鑄后處理溫度，芯部硬度與表面硬度基本一致；通過(guò)使用廢鐵作為原料，使合金品質(zhì)均一，不易產(chǎn)生裂紋。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右，明顯提高成品率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種耐磨鑄球材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造磨球材料領(lǐng)域，尤其涉及一種耐磨鑄球材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，鑄造磨球被廣泛應(yīng)用在水泥建材、陶瓷、礦山冶選、電廠(chǎng)磨煤、氧化鋁等行業(yè)。要求磨球具有硬度高、耐研磨、不破碎、不失圓、磨機(jī)綜合效率高等良好的物理機(jī)械性能。目前磨球的種類(lèi)主要有中錳球磨鑄鐵磨球、低碳白口鑄鐵磨球，以及高鉻鑄鐵磨球等。高鉻鑄鐵磨球性能優(yōu)良，表面硬度和體積硬度較高，但沖擊韌性較低，隨著鉻的價(jià)格走高，高鉻鑄鐵磨球的價(jià)格也一路走高；低鉻磨球的表面硬度和體積硬度較低，使用壽命短；中錳球磨鑄鐵磨球不耐腐蝕，原始硬度低，易破碎。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)還存在很多不足，需要根據(jù)生產(chǎn)情況不同，研究兼具高硬度、高沖擊韌性、低破碎率、低磨耗和低成本的性?xún)r(jià)比高的磨球。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨鑄球材料及其制備方法，該磨球材料具有高硬度、耐腐蝕、耐磨的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種耐磨鑄球材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳
1.6-1.8、硅 1.2-1.5、錳 2.4-2.7、硼 0.4-0.6、鉻 13.2-14.5、鈦 5.8-6.5、Be0.7-0.9、La0.03-0.05、P≤ 0.07、S ≤ 0.07、余量為鐵。
[0005]所述的耐磨鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1-1.5比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(１)硅、鈦；(2 )硼、Be ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23-26分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以170_180°C /小時(shí)速率升溫至750_760°C，再以150-1600C /小時(shí)速率降溫至620-630°C，再以170_180°C /小時(shí)速率升溫至920_930°C，保溫4-5小時(shí)；再以140-150 °C /小時(shí)速率降溫至580-590 V，保溫60-70分鐘，再以140-150°C /小時(shí)速率降溫至220-230°C，保溫3-4小時(shí)；再以100_110°C /小時(shí)速率升溫至330-350°C，保溫60-70分鐘，再以100-110°C /小時(shí)速率升溫至520_540°C，保溫2_3小時(shí)，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉12-15、二氧化硅4-5、白云石
3-5,Na2TiF6 8-10,乙烯基三乙氧基硅烷2_3、納米三氧化二鋁1_2、苦菱土 4_8、粘土 30-35、氟硅酸鈉3-4、鈦白粉2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1_2 ;其制備方法粘土放入煅燒爐中在1200-1240°C下煅燒3-4小時(shí)，取出粉碎，加入12-15%的鹽酸水溶液中浸泡1_2小時(shí)，過(guò)濾，再用清水洗滌，烘干，與乙烯基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉體；將其它剩余成分混合，加熱至1600-2300°C，攪動(dòng)45-60分鐘后，倒入冷水中，冷卻后，用清水洗滌，過(guò)濾、烘干，粉碎成100-150目粉末，與前述所得的粉體混合均勻，即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明合金通過(guò)添加錳、硼、La等元素，合金具有優(yōu)異的耐磨性能，通過(guò)添加鉻、鈦、Be等元素，使合金具有高的硬度，耐高溫、耐腐蝕；通過(guò)合理控制鑄后處理溫度，增加了合金的硬度、耐磨性，芯部硬度與表面硬度基本一致；通過(guò)使用廢鐵作為原料，使合金品質(zhì)均一，不易產(chǎn)生裂紋。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右，明顯提聞成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種耐磨鑄球材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳1.6-1.8、硅
1.2-1.5、錳 2.4-2.7、硼 0.4-0.6、鉻 13.2-14.5、鈦 5.8-6.5、Be0.7-0.9、La0.03-0.05、P≤0.07、S≤ 0.07、余量為鐵。
[0010]所述的耐磨鑄球材料的生產(chǎn)方法如下:
(I)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1.4比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)硅、鈦；(2 )硼、Be ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以175°C /小時(shí)速率升溫至755°C，再以155°C /小時(shí)速率降溫至625°C，再以175°C /小時(shí)速率升溫至925°C，保溫4.5小時(shí)；再以145°C /小時(shí)速率降溫至585°C，保溫65分鐘，再以145°C /小時(shí)速率降溫至225°C，保溫3.5小時(shí)；再以105°C /小時(shí)速率升溫至340°C，保溫65分鐘，再以105°C /小時(shí)速率升溫至530°C，保溫
2.5小時(shí)，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉12、二氧化硅5、白云石3、Na2TiF6 8、乙烯基三乙氧基硅烷2、納米三氧化二鋁2、苦菱土 4、粘土 30、氟硅酸鈉3、鈦白粉2、瑩石8、玉石粉4、蒙脫石I ;其制備方法粘土放入煅燒爐中在1200-1240°C下煅燒3-4小時(shí)，取出粉碎，加入12-15%的鹽酸水溶液中浸泡1-2小時(shí)，過(guò)濾，再用清水洗滌，烘干，與乙烯基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉體；將其它剩余成分混合，加熱至1600-2300°C，攪動(dòng)45-60分鐘后，倒入冷水中，冷卻后，用清水洗滌，過(guò)濾、烘干，粉碎成100-150目粉末，與前述所得的粉體混合均勻，即得。
[0013]本實(shí)施例耐磨鑄球材料制成鑄球，測(cè)試機(jī)械性能為:沖擊韌性(J/CM2) ≥ 3.0、硬度(HRC)≥66、球體沖擊疲勞壽命(次)≥18000、破碎率(%) ≤ 0.3、球耗(G/噸礦)≤98。
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨鑄球材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳1.6-1.8、硅 1.2-1.5、錳 2.4-2.7、硼 0.4-0.6、鉻 13.2-14.5、鈦 5.8-6.5、Be0.7-0.9、La0.03-0.05、P ≤ 0.07、S ≤ 0.07、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (I)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1-1.5比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2 )、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)硅、鈦；(2 )硼、Be ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23-26分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐磨鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以170-180°C /小時(shí)速率升溫至750-760°C，再以150_160°C /小時(shí)速率降溫至620-630°C，再以170-180°C /小時(shí)速率升溫至920_930°C，保溫4_5小時(shí)；再以140-150°C /小時(shí)速率降溫至580-590°C，保溫60-70分鐘，再以140_150°C /小時(shí)速率降溫至220-230°C，保溫3-4小時(shí)；再以100-110°C /小時(shí)速率升溫至330_350°C，保溫60-70分鐘，再以100-110°C /小時(shí)速率升溫至520-540°C，保溫2_3小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐磨鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉12-15、二氧化硅4-5、白云石3-5、Na2TiF6 8-10,乙烯基二乙氧基硅烷2-3、納米二氧化二招1_2、苦菱土 4-8、粘土 30-35、氣娃酸納3-4、欽白粉2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;其制備方法粘土放入煅燒爐中在1200-1240°C下煅燒3-4小時(shí)，取出粉碎，加入12-15%的鹽酸水溶液中浸泡1-2小時(shí)，過(guò)濾，再用清水洗滌，烘干，與乙烯基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉體；將其它剩余成分混合，加熱至1600-2300°C，攪動(dòng)45-60分鐘后，倒入冷水中，冷卻后，用清水洗滌，過(guò)濾、烘干，粉碎成100-150目粉末，與前述所得的粉體混合均勻，即得。
【文檔編號(hào)】C21D6/00GK103757562SQ201310677162
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】韋中祥 申請(qǐng)人:蕪湖金鷹機(jī)械科技開(kāi)發(fā)有限公司