本發(fā)明涉及耐磨球領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱高韌性耐磨球及其制備方法。

背景技術(shù)：

耐磨球是指用于球磨機(jī)中的粉碎介質(zhì)，用于粉碎磨機(jī)中的物料。目前有兩種形式：一是，以鉻為主要合金元素的白口鑄鐵簡(jiǎn)稱鉻合金鑄鐵，以鉻合金鑄鐵為材料的鑄造磨球稱為鉻合金鑄鐵磨球；二是，以球墨鑄鐵為材料的鑄造磨球稱為球墨鑄鐵磨球，其中通過熱處理獲得的基體組織主要是貝氏體的球墨鑄鐵磨球簡(jiǎn)稱貝氏體球鐵磨球；通過熱處理獲得的基體組織主要是馬氏體的球墨鑄鐵磨球簡(jiǎn)稱馬氏體球鐵磨球。

由于耐磨球在使用過程中，所處的環(huán)境大多為高溫的環(huán)境，對(duì)于耐磨球的耐熱性能，以及耐磨球的韌性要求很高，現(xiàn)有技術(shù)中的耐磨球無法滿足實(shí)際生產(chǎn)中的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種耐熱高韌性耐磨球，韌性高及其制備方法，制備得到的耐磨球韌性好，具有優(yōu)異的耐熱性能。

本發(fā)明提出的一種耐熱高韌性耐磨球，其原料按重量份包括：廢鋼10-20份、鉻鐵合金5-15份、釩鐵合金2-6份、硅鐵合金1-4份、錳鐵合金2-6份、鉬鐵合金2-8份、生鐵3-5份、鋰錠1-2份、鎂板2-4份、鎳板3-5份、銅板2-5份、復(fù)合變質(zhì)劑3-5份。

優(yōu)選地，廢鋼、生鐵和鎳板的重量比為12-18：3.5-4.5：3.5-4.5。

優(yōu)選地，廢鋼、鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板的重量比為12-18：8-12：3-7：3-5：3-4。

優(yōu)選地，硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠、鎂板和復(fù)合變質(zhì)劑的重量比為2-3：1.2-1.8：2.5-3.5：3.5-4.5。

優(yōu)選地，復(fù)合變質(zhì)劑由鈦鐵合金、稀土、鈮粉、硅粉和鈣粉按重量比1-3：0.5-1.5：2-4：1.5-3.5：2-5混合而成。

優(yōu)選地，其原料按重量份包括：廢鋼12-18份、鉻鐵合金8-12份、釩鐵合金3-5份、硅鐵合金2-3份、錳鐵合金3-5份、鉬鐵合金3-7份、生鐵3.5-4.5份、鋰錠1.2-1.8份、鎂板2.5-3.5份、鎳板3.5-4.5份、銅板3-4份、復(fù)合變質(zhì)劑3.5-4.5份。

優(yōu)選地，其原料按重量份包括：廢鋼15份、鉻鐵合金10份、釩鐵合金4份、硅鐵合金2.5份、錳鐵合金4份、鉬鐵合金5份、生鐵4份、鋰錠1.5份、鎂板3份、鎳板4份、銅板3.5份、復(fù)合變質(zhì)劑4份。

本發(fā)明的一種耐熱高韌性耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將廢鋼、鉻鐵合金、釩鐵合金、硅鐵合金、錳鐵合金、鉬鐵合金、生鐵、鋰錠、鎂板、鎳板和銅板在1450-1500℃熔化形成合金液，出爐前采用插鋁終脫氧，接著加入復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，當(dāng)合金液的溫度達(dá)到1600-1650℃時(shí)扒渣出鋼澆注，冷卻至室溫得到鑄件；

S2、將S1中得到的鑄件在950℃-1050℃預(yù)熱35-45min，然后加熱40-45min，保溫2-3h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理；

S3、將S2中預(yù)冷結(jié)束后的鑄件放在鹽水溶液中進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為760-780℃，淬火時(shí)間為10-20min，將淬火后的鑄件升溫至180-210℃進(jìn)行回火處理，回火時(shí)間為5-6h，然后冷卻到室溫后得到耐熱高韌性耐磨球。

優(yōu)選地，S1中，將廢鋼、生鐵和鎳板加入熔化爐中，在720-750℃下，熔化為液體后，加入鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板熔化后，加入硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠和鎂板，形成合金液。

優(yōu)選地，S2中，預(yù)冷處理的時(shí)間為8-16min，清水的溫度為42-48℃。

本發(fā)明的一種耐熱高韌性耐磨球，以廢鋼、鉻鐵合金、釩鐵合金、硅鐵合金、錳鐵合金、鉬鐵合金、生鐵、鋰錠、鎂板、鎳板、銅板和復(fù)合變質(zhì)劑為原料。通過控制廢鋼、生鐵和鎳板的重量配比，其中廢鋼中含有耐磨球的大量基本金屬元素，生鐵提供了豐富的鐵元素，鎳板提供了豐富的鎳元素，合理控制鐵和鎳的配比，使得耐磨鋼球獲得優(yōu)異的強(qiáng)度，耐熱和防銹性能得到有效提高，添加的鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板，合理控制其與廢鋼的配比，為耐磨球補(bǔ)充了鉻元素、鉬元素、釩元素、銅元素和鐵元素，并合理控制各元素的配比，其中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性，又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力，釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力，銅能提高耐磨球的強(qiáng)度和韌性，同時(shí)能有效提高耐磨球的大氣腐蝕性能，添加硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠、鎂板和復(fù)合變質(zhì)劑，合理控制配比，為本發(fā)明耐磨球提供了豐富的硅元素、錳元素、鋰元素和鎂元素，其中，硅能夠有效提高耐磨球的韌性和拉伸強(qiáng)度，錳元素能夠有效提高耐磨球的韌性和強(qiáng)度，且使得耐磨球具有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善了耐磨球的熱加性能，添加的復(fù)合變質(zhì)劑由鈦鐵合金、稀土、鈮粉、硅粉和鈣粉按一定比混合而成，不僅能夠細(xì)化晶粒，能夠在耐磨球內(nèi)部形成多個(gè)強(qiáng)化相，有效提高耐磨球的耐熱和韌性。本發(fā)明耐磨球在制備過程中，熔化后采用插鋁終脫氧的方式，再進(jìn)行變質(zhì)處理，接著進(jìn)行澆注得到鑄件，接著將鑄件進(jìn)行預(yù)熱處理，加熱保溫后進(jìn)行預(yù)冷處理，接著進(jìn)行淬火處理，得到的耐磨球耐熱和韌性得到了有效提高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的一種耐熱高韌性耐磨球，其原料按重量份包括：廢鋼15份、鉻鐵合金10份、釩鐵合金4份、硅鐵合金2.5份、錳鐵合金4份、鉬鐵合金5份、生鐵4份、鋰錠1.5份、鎂板3份、鎳板4份、銅板3.5份、復(fù)合變質(zhì)劑4份。

本發(fā)明的一種耐熱高韌性耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將廢鋼、生鐵和鎳板加入熔化爐中，在735℃下，熔化為液體后，加入鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板熔化后，加入硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠和鎂板，在1475℃熔化形成合金液，出爐前采用插鋁終脫氧，接著加入復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，當(dāng)合金液的溫度達(dá)到1625℃時(shí)扒渣出鋼澆注，冷卻至室溫得到鑄件；

S2、將S1中得到的鑄件在1000℃預(yù)熱40min，然后加熱42.5min，保溫2.5h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理，預(yù)冷處理的時(shí)間為12min，清水的溫度為45℃；

S3、將S2中預(yù)冷結(jié)束后的鑄件放在鹽水溶液中進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為770℃，淬火時(shí)間為15min，將淬火后的鑄件升溫至198℃進(jìn)行回火處理，回火時(shí)間為5.5h，然后冷卻到室溫后得到耐熱高韌性耐磨球。

實(shí)施例2

本發(fā)明提出的一種耐熱高韌性耐磨球，其原料按重量份包括：廢鋼10份、鉻鐵合金15份、釩鐵合金2份、硅鐵合金4份、錳鐵合金2份、鉬鐵合金8份、生鐵3份、鋰錠2份、鎂板2份、鎳板5份、銅板2份、復(fù)合變質(zhì)劑5份。

復(fù)合變質(zhì)劑由鈦鐵合金、稀土、鈮粉、硅粉和鈣粉按重量比1：1.5：2：3.5：2混合而成。

本發(fā)明的一種耐熱高韌性耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將廢鋼、生鐵和鎳板加入熔化爐中，在720℃下，熔化為液體后，加入鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板熔化后，加入硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠和鎂板，在1500℃熔化形成合金液，出爐前采用插鋁終脫氧，接著加入復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，當(dāng)合金液的溫度達(dá)到1600℃時(shí)扒渣出鋼澆注，冷卻至室溫得到鑄件；

S2、將S1中得到的鑄件在1050℃預(yù)熱35min，然后加熱45min，保溫2h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理，預(yù)冷處理的時(shí)間為16min，清水的溫度為42℃；

S3、將S2中預(yù)冷結(jié)束后的鑄件放在鹽水溶液中進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為780℃，淬火時(shí)間為10min，將淬火后的鑄件升溫至210℃進(jìn)行回火處理，回火時(shí)間為5h，然后冷卻到室溫后得到耐熱高韌性耐磨球。

實(shí)施例3

本發(fā)明提出的一種耐熱高韌性耐磨球，其原料按重量份包括：廢鋼20份、鉻鐵合金5份、釩鐵合金6份、硅鐵合金1份、錳鐵合金6份、鉬鐵合金2份、生鐵5份、鋰錠1份、鎂板4份、鎳板3份、銅板5份、復(fù)合變質(zhì)劑3份。

復(fù)合變質(zhì)劑由鈦鐵合金、稀土、鈮粉、硅粉和鈣粉按重量比3：0.5：4：1.5：5混合而成。

本發(fā)明的一種耐熱高韌性耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將廢鋼、生鐵和鎳板加入熔化爐中，在750℃下，熔化為液體后，加入鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板熔化后，加入硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠和鎂板，在1450℃熔化形成合金液，出爐前采用插鋁終脫氧，接著加入復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，當(dāng)合金液的溫度達(dá)到1650℃時(shí)扒渣出鋼澆注，冷卻至室溫得到鑄件；

S2、將S1中得到的鑄件在950℃預(yù)熱45min，然后加熱40min，保溫3h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理，預(yù)冷處理的時(shí)間為86min，清水的溫度為48℃；

S3、將S2中預(yù)冷結(jié)束后的鑄件放在鹽水溶液中進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為760℃，淬火時(shí)間為20min，將淬火后的鑄件升溫至180℃進(jìn)行回火處理，回火時(shí)間為6h，然后冷卻到室溫后得到耐熱高韌性耐磨球。

實(shí)施例4

本發(fā)明提出的一種耐熱高韌性耐磨球，其原料按重量份包括：廢鋼12份、鉻鐵合金12份、釩鐵合金3份、硅鐵合金3份、錳鐵合金3份、鉬鐵合金7份、生鐵3.5份、鋰錠1.8份、鎂板2.5份、鎳板4.5份、銅板3份、復(fù)合變質(zhì)劑4.5份。

復(fù)合變質(zhì)劑由鈦鐵合金、稀土、鈮粉、硅粉和鈣粉按重量比1.5：1.2：2.5：3.2：3混合而成。

本發(fā)明的一種耐熱高韌性耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將廢鋼、生鐵和鎳板加入熔化爐中，在730℃下，熔化為液體后，加入鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板熔化后，加入硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠和鎂板，在1490℃熔化形成合金液，出爐前采用插鋁終脫氧，接著加入復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，當(dāng)合金液的溫度達(dá)到1610℃時(shí)扒渣出鋼澆注，冷卻至室溫得到鑄件；

S2、將S1中得到的鑄件在1020℃預(yù)熱38min，然后加熱44min，保溫2.2h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理，預(yù)冷處理的時(shí)間為15min，清水的溫度為43℃；

S3、將S2中預(yù)冷結(jié)束后的鑄件放在鹽水溶液中進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為775℃，淬火時(shí)間為12min，將淬火后的鑄件升溫至205℃進(jìn)行回火處理，回火時(shí)間為5.2h，然后冷卻到室溫后得到耐熱高韌性耐磨球。

實(shí)施例5

本發(fā)明提出的一種耐熱高韌性耐磨球，其原料按重量份包括：廢鋼18份、鉻鐵合金8份、釩鐵合金5份、硅鐵合金2份、錳鐵合金5份、鉬鐵合金3份、生鐵4.5份、鋰錠1.2份、鎂板3.5份、鎳板3.5份、銅板4份、復(fù)合變質(zhì)劑3.5份。

復(fù)合變質(zhì)劑由鈦鐵合金、稀土、鈮粉、硅粉和鈣粉按重量比2.5：0.8：3.5：1.8：4混合而成。

本發(fā)明的一種耐熱高韌性耐磨球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將廢鋼、生鐵和鎳板加入熔化爐中，在740℃下，熔化為液體后，加入鉻鐵合金、鉬鐵合金、釩鐵合金和銅板熔化后，加入硅鐵合金、錳鐵合金、鋰錠和鎂板，在1460℃熔化形成合金液，出爐前采用插鋁終脫氧，接著加入復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，當(dāng)合金液的溫度達(dá)到1640℃時(shí)扒渣出鋼澆注，冷卻至室溫得到鑄件；

S2、將S1中得到的鑄件在980℃預(yù)熱42min，然后加熱41min，保溫2.8h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理，預(yù)冷處理的時(shí)間為9min，清水的溫度為47℃；

S3、將S2中預(yù)冷結(jié)束后的鑄件放在鹽水溶液中進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為765℃，淬火時(shí)間為18min，將淬火后的鑄件升溫至185℃進(jìn)行回火處理，回火時(shí)間為5.8h，然后冷卻到室溫后得到耐熱高韌性耐磨球。

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)。