一種耐磨鋼球及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐磨鋼球及其制備方法，所述鋼球的組成成分按重量百分比計(jì)為：含C量的重量百分比為0.5-0.8%；含Si量的重量百分比0.25-0.7%；含Mn量的重量百分比0.65-1.65%；含Mo量的重量百分比0.1-0.2%；含S和P量的重量百分比≤0.04%；所述鋼球的制備方法采用石英砂、河砂造型，冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，在坩堝底部裝入爐料，渣料占爐料的1%—1.5%，加入廢鋼，熔清，調(diào)整成分，扒渣進(jìn)行終脫氧，1550—1600℃時(shí)出鋼；熱處理首先進(jìn)行淬火處理，淬火后再進(jìn)行回火處理。用本發(fā)明生產(chǎn)的鋼球，淬透性高，可提高鋼球的使用壽命，耐磨性高，降低成本，降低碎球率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種耐磨鋼球及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨鋼球及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在礦山、水泥、電力系統(tǒng)等行業(yè)應(yīng)用最廣泛的耐磨鋼球主要分為兩種，一種是采用鉻系合金的鑄鐵鋼球，另一種是采用馬氏體、貝氏體基體的球墨鑄鐵鋼球，如低鉻鑄鐵球、高鉻鑄鐵球、球墨鑄鐵球等。所采用的鑄鐵工藝大多數(shù)仍是手工造型、濕砂鑄造、少數(shù)廠家采用金屬模鑄造。低鉻鑄鐵求、高鉻鑄鐵球普遍存在著成本較高、碎球率高等缺點(diǎn)；馬氏體、貝氏體基體的球墨鑄鐵球使用壽命低、耐磨性差等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種壽命長(zhǎng)、耐磨性強(qiáng)的鋼球，同時(shí)還提供其制備方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種耐磨鋼球，所述鋼球的組成成分按重量百分比計(jì)為:含C量的重量百分比為0.5-0.8% ;含Si量的重量百分比0.25-0.7% ;含Mn量的重量百分比0.65-1.65% ;含]?0量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
[0005]優(yōu)選的，所述鋼球的組成成分按重量百分比計(jì)為:含C量的重量百分比為0.5-0.75% ^Si量的重量百分比0.25-0.65% ;含Mn量的重量百分比0.65-1.55% ;含]?0量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
[0006]本發(fā)明還提供上述耐磨鋼球的制備方法，采用石英砂、河砂造型，包括下列步驟: 冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進(jìn)行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入爐料，渣料占爐料的1%—1.5%，加入剩余的廢鋼，熔清；
取樣進(jìn)行全分析，待分析結(jié)果報(bào)出后，調(diào)整成分；
扒渣進(jìn)行終脫氧，出爐溫度控制在1550— 1600°C時(shí)出鋼，澆鑄完的鋼球經(jīng)過(guò)保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進(jìn)行熱處理。
[0007]所述的熱處理包括淬火處理和回火處理:
首先進(jìn)行淬火處理，在廢機(jī)油中進(jìn)行淬火處理；溫度在850— 900°C之間；
淬火后再進(jìn)行回火處理，溫度在220— 250°C時(shí)保溫4小時(shí)以上，使鋼球達(dá)到很高的淬透性。
[0008]淬火處理時(shí)，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1_2小時(shí)，直徑在40—60mm的鋼球恒溫
2-3小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3-4小時(shí)，
用本方法生產(chǎn)的鋼球如果要求沖擊韌性高時(shí)，回火處理后還包括正火處理，溫度在850—880°C之間，正火處理時(shí)，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1—2小時(shí)，直徑在40—60mm的鋼球恒溫2—3小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時(shí)。
[0009]本發(fā)明使用的面砂采用40— 70目的人造石英砂，石英砂的含硅量不低于92%，背砂采用河砂，石英砂為85-100份、膨潤(rùn)土 2— 6份、水4一8份，混砂時(shí)間不能低于10分鐘；把砂箱模板放好后裝砂，蓋上模板和模型15—40mm,將砂子固定,再裝砂10—30mm方可舂箱，最后再裝一次砂，高出砂箱30—50mm，用平面舂實(shí)，并用刮板刮平，扎2—8mm的氣眼孔，起上箱后把模板起處；模板起出并補(bǔ)箱，然后扣箱。
[0010]型砂采用20—40目干石英砂，Si02含量大于92%，采用一維振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)造型，在砂箱內(nèi)填入一定數(shù)量的砂子，振動(dòng)，刮平形成放置聚苯乙烯模型的砂床，砂床厚度要視鑄件大小而定，按工藝要求把聚苯乙烯模型放在砂箱內(nèi)的砂床上，按鑄造工藝要求進(jìn)行模型組裝，并焙砂固定，模型固定好后，進(jìn)行加砂，把砂箱放在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行振動(dòng)緊實(shí)，砂箱表面要用塑料薄膜密封，打開(kāi)真空泵，形成負(fù)壓。
[0011]所說(shuō)的冶煉工藝熔清后使其成分調(diào)整為含C量為0.5 — 0.75、含Si量0.25—0.65、含 Mn 量 0.65—1.55、含 Cr 量 0.3—1.5、含 Mo 量 0.1—0.2、含 S 和 P 量彡 0.04。
[0012]所說(shuō)的冶煉工藝熔清后使其成分調(diào)整為0.65—0.75、含Si量0.25—0.55、含Mn量 1.0—1.3、含 Mo 量 0.1—0.2、含 S 和 P 量彡 0.04。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
用本發(fā)明生產(chǎn)鋼球?qū)儆谟痛阈偷?，熱處理后的金相組織為回火馬氏體，磨球熱處理后組織致密，晶粒細(xì)密，淬透性高，熱處理后表面硬度保持在HRC大于50，沖擊韌性大于5J/cm2;用本發(fā)明生產(chǎn)鋼球，可提高鋼球的使用壽命，耐磨性高，降低成本，降低碎球率。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
一種耐磨鋼球的生產(chǎn)方法，面砂采用40— 70目的人造石英砂，石英砂的含硅量不低于93%，背砂采用河砂，石英砂為100份、膨潤(rùn)土 7— 8份、水4一5份，混砂時(shí)間不能低于10分鐘；把砂箱模板放好后裝砂，蓋上模板和模型30mm，將砂子固定，再裝砂20mm方可舂箱，每面箱用尖頭舂兩遍，第一遍用尖頭要輕舂，護(hù)住模型，第二遍砂子裝平砂箱時(shí)，既要求強(qiáng)度高，透氣性能好，還要不舂模型，最后再裝一次砂，高出砂箱40_，用平面舂實(shí)，并用刮板刮平；扎4一6_的氣眼孔；箱舂好后，先從四個(gè)方向活動(dòng)一下箱把，活動(dòng)量不大于1_，可起上箱，再活動(dòng)一下模板，同樣不超過(guò)1mm，并把模板起出；模板起出后，要仔細(xì)檢查型腔，發(fā)現(xiàn)活動(dòng)的砂子和拔模時(shí)刮壞的地方，要用壓勺補(bǔ)平補(bǔ)實(shí)補(bǔ)好，要防止扣箱是掉砂，補(bǔ)完箱后，把浮砂吹干凈，然后扣箱；冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進(jìn)行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入一些塊度小，緊實(shí)的爐料，按其要求相繼加入，渣料占爐料的1.5%，力口入剩余的廢鋼，熔清后，取樣進(jìn)行全分析，待分析結(jié)果報(bào)出后，調(diào)整成分，使其C含量為0.7、含Si量0.4、含Mn量1.2、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04。扒渣進(jìn)行終脫氧，出爐溫度控制在1580°C時(shí)出鋼；澆鑄完的鋼球經(jīng)過(guò)保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進(jìn)行熱處理；熱處理首先進(jìn)行淬火處理，溫度在870°C之間，直徑在10 — 30mm的鋼球恒溫1.5小時(shí)，直徑在40—60mm的鋼球恒溫2.5小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3.5小時(shí)，在廢機(jī)油中進(jìn)行淬火，淬火后再進(jìn)行回火處理，溫度在240°C時(shí)保溫4小時(shí)以上。
[0015]用本方法生產(chǎn)的鋼球，如果要求沖擊韌性高時(shí)，進(jìn)行正火處理，溫度在850—880°C之間，直徑在10 — 30mm的鋼球恒溫1—2小時(shí)，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2—3小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時(shí)。
[0016]實(shí)施例2:
用實(shí)施例1的方法進(jìn)行造型和冶煉，熔清后取樣進(jìn)行全分析，調(diào)整成分時(shí)，使其含C量為0.75、含Si量0.45、含Mn量1.25、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04。扒渣進(jìn)行終脫氧，出爐溫度控制在1580°C時(shí)出鋼；澆鑄完的鋼球經(jīng)過(guò)保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進(jìn)行熱處理；熱處理方法同實(shí)施例1 一樣。
[0017]實(shí)施例3:
一種耐磨鋼球的生產(chǎn)方法，型砂米用20—40目干石英砂，S12含量大于93%,不得含有鐵豆、微粉、雜質(zhì)和水分等；采用一維振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)造型，在砂箱內(nèi)填入一定數(shù)量的砂子，振動(dòng)，刮平形成放置聚苯乙烯模型的砂床，砂床厚度要視鑄件大小而定；按工藝要求把聚苯乙烯模型放在砂箱內(nèi)的砂床上，按鑄造工藝要求進(jìn)行模型組裝，并焙砂固定，模型放置的方位一定要符合工藝要求；模型固定好后，進(jìn)行加砂，加砂必須均勻，模型內(nèi)外應(yīng)均勻提高砂柱，操作者必須注意防止填砂過(guò)程中引起模型變形；把砂箱放在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行振動(dòng)緊實(shí)，使模型得以穩(wěn)固；干砂鑄型進(jìn)過(guò)振動(dòng)后，達(dá)到緊實(shí)效果，為維持緊實(shí)后的鑄型，砂箱表面要用塑料薄膜密封，打開(kāi)真空泵，形成負(fù)壓，準(zhǔn)備澆鑄；冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進(jìn)行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入一些塊度小，緊實(shí)的爐料，按其要求相繼加入，渣料占爐料的1.5%，加入剩余的廢鋼，熔清后，取樣進(jìn)行全分析，待分析結(jié)果報(bào)出后，調(diào)整成分，使其C含量為0.8、含Si量為0.4、含Mn量1.1、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04。扒渣進(jìn)行終脫氧，出爐溫度控制在1550°C時(shí)出鋼；澆鑄完的鋼球經(jīng)過(guò)保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進(jìn)行熱處理；熱處理首先進(jìn)行淬火處理，溫度在880°C之間，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1.5小時(shí)，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2.5小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3.5小時(shí)，在廢機(jī)油中進(jìn)行淬火，淬火后再進(jìn)行回火處理，溫度在240°C時(shí)保溫4小時(shí)以上。
[0018]用本方法生產(chǎn)的鋼球，如果要求沖擊韌性高時(shí)，進(jìn)行正火處理，溫度在850—880°C之間，直徑在10 — 30mm的鋼球恒溫1—2小時(shí)，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2—3小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時(shí)。
[0019]實(shí)施例4:
用實(shí)施例3的方法進(jìn)行造型和冶煉，熔清后取樣進(jìn)行全分析，調(diào)整成分時(shí)，使其C含量為0.8、含Si量0.4、含Mn量1.2、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04.扒渣進(jìn)行終脫氧，出爐溫度控制在1570°C時(shí)出鋼；澆鑄完的鋼球經(jīng)過(guò)保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進(jìn)行熱處理；熱處理方法同實(shí)施例3 —樣。
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨鋼球，其特征在于，所述鋼球的組成成分按重量百分比計(jì)為:含C量的重量百分比為0.5-0.8% ;含Si量的重量百分比0.25-0.7% ;含Mn量的重量百分比0.65-1.65% ；含Mo量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨鋼球，其特征在于，所述鋼球的組成成分按重量百分比計(jì)為:含C量的重量百分比為0.5-0.75% ;含Si量的重量百分比0.25-0.65% ;含胞量的重量百分比0.65-1.55% ;含Mo量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
3.上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的耐磨鋼球的制備方法，采用石英砂、河砂造型其特征在于，包括下列步驟: 冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進(jìn)行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入爐料，渣料占爐料的1%—1.5%，加入剩余的廢鋼，熔清； 取樣進(jìn)行全分析，待分析結(jié)果報(bào)出后，調(diào)整成分； 扒渣進(jìn)行終脫氧，出爐溫度控制在1550— 1600°C時(shí)出鋼，澆鑄完的鋼球經(jīng)過(guò)保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進(jìn)行熱處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的熱處理包括淬火處理和回火處理: 首先進(jìn)行淬火處理，在廢機(jī)油中進(jìn)行淬火處理；溫度在850— 900°C之間； 淬火后再進(jìn)行回火處理，溫度在220— 250°C時(shí)保溫4小時(shí)以上，使鋼球達(dá)到很高的淬透性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，淬火處理時(shí)，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1-2小時(shí)，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2_3小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3_4小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，回火處理后還包括正火處理，溫度在850—880°C之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，正火處理時(shí)，直徑在10— 30mm的鋼球恒溫1—2小時(shí)，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2—3小時(shí)，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C21D1/28GK104250702SQ201410492525
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】趙筱珉 申請(qǐng)人:青島楚天節(jié)能技術(shù)有限公司