專(zhuān)利名稱(chēng):鉻系合金磨球耐磨材料的制作方法
一種鉻系合金磨球耐磨材料,本發(fā)明屬于金屬耐磨材料領(lǐng)域。
水泥工業(yè)球磨機(jī)磨球長(zhǎng)期工作于200~300℃的沖擊磨料磨損環(huán)境中,研磨體沖擊頻率高,磨損嚴(yán)重。我國(guó)球磨機(jī)磨球一直應(yīng)用25#、45#鍛鋼,這類(lèi)材料的磨球韌性高、導(dǎo)熱性好,故使用中破碎少,但由于這類(lèi)材料磨球硬度低(HB≈130),抗磨損性能差,消耗量為800~1200克/噸水泥。
國(guó)外水泥工業(yè)廣泛應(yīng)用馬氏體合金耐磨材料,如鉻含量為15%,鉬含量為3%的白口鑄鐵,其磨球消耗量為50~100克/噸水泥,但這種材料合金含量高,生產(chǎn)成本大為增加,同時(shí)因?yàn)槲覈?guó)水泥熟料溫度高(約為200~300℃),高鉻鑄鐵中合金含量和碳含量高,在使用中,雖然其耐磨性很好,但其導(dǎo)熱性差,韌性低,受研磨體沖擊時(shí)破碎率高,有時(shí)可高達(dá)30~40%。
近來(lái)國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的45Mn2、軸承鋼材料的鍛制磨球,雖然在一定程度上可以提高耐磨性,但這種磨球使用一段時(shí)間后往往產(chǎn)生嚴(yán)重變形,以致后期不能使用,這樣不僅大大增加了磨球的消耗量,而且嚴(yán)重影響了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量,同時(shí)采用軋鋼鍛制磨球還增加了能源消耗。
為了尋求一種合金含量低,韌性與耐磨性好,導(dǎo)熱性能好,使用壽命長(zhǎng),制造成本低,即具有良好的綜合機(jī)械性能和使用性能的磨球材料,特設(shè)計(jì)了本發(fā)明。
本發(fā)明的構(gòu)思是結(jié)合我國(guó)資源情況,在保證材料中形成碳化物,從而保證材料硬度的前提下,盡量降低材料中的含碳量,從而使材料中的鉻、鉬含量盡可能小,同時(shí)控制其它元素在材料成分中的含量,以保證材料的綜合機(jī)械性能和使用性能。
鉻系合金磨球耐磨材料成分中含有鐵、碳、鉻、鉬、銅、錳、硅。材料的耐磨性同含碳量與組織狀態(tài)有關(guān),含碳量對(duì)耐磨性的影響是一曲線關(guān)系,為了使材料具有良好的導(dǎo)熱性、塑性和韌性,并保證一定的耐磨性,根據(jù)磨球的使用條件,含碳量取為0.5~1.2%。
隨著含碳量的降低,只要cr/c>5∶1,在含鉻量較低的情況下也可形成γ+(cr·Fe)7c3組織。本發(fā)明選取鉻含量為2.0~7.0%,cr/c=5∶1~10∶1,以保證得到一定量的(cr·Fe)7c3型碳化物。
我國(guó)鉬資源少,鉬成本高,不宜多用。為了提高淬透性,細(xì)化并形成復(fù)雜多元碳化物,加鉬量選為0.2~0.7%。
為減少加鉬量,提高淬透性,強(qiáng)化基體,減少裂紋,加入0.3~0.8%的銅。銅加入量不能大于1.2%,過(guò)大的加入量會(huì)增加奧氏體的穩(wěn)定程度,使殘留奧氏體量增多,影響硬度。超過(guò)2%的銅將會(huì)引起脆性。
錳與銅一樣,具有增加淬透性與奧氏體穩(wěn)定性的作用,選取錳含量為0.5~1.5%。
含硅量高會(huì)降低淬透性,為了脫氧,使含硅量為0.4~1.0%。
分別加入0.05~0.1%的硼和鈦,以增加淬透性,提高硬度和熱強(qiáng)性。
控制雜質(zhì)硫和磷的含量低于0.04%。
利用本發(fā)明的材料制成磨球進(jìn)行耐磨使用實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)?zāi)デ虺煞种刑己繛?.5~1.0%,鉻含量為3.0~7.0%,鉬含量為0.3~0.5%,銅含量為0.35~0.5%,錳含量為0.6~0.8%,硅含量為0.5~0.8%。
作為本發(fā)明的一種最佳實(shí)施例是材料中含有碳0.5%,鉻7%,鉬0.5%,銅0.5%,錳0.6%,硅0.5%,硼0.05%,鈦0.05%。
作為本發(fā)明的另一種最佳實(shí)施例是材料中含有碳1%,鉻5%,鉬0.3%,銅0.35%,錳0.8%,硅0.8%,硼0.08%,鈦0.1%。
本發(fā)明耐磨材料與美國(guó)克萊梅克斯公司發(fā)明的cr15Mo3高鉻鑄鐵比較,鉻含量?jī)H為其 1/7 ~ 1/2 ,鉬含量?jī)H為其 1/15 ~ 1/4 ,具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能和導(dǎo)熱性能,材料的抗拉強(qiáng)度ob>100公斤/厘米2,沖擊值(無(wú)缺口)αK=1~2公斤-米/厘米2,硬度HRc>45,其沖擊韌性比cr15Mo3(0.5~0.8公斤-米/厘米2)提高2~4倍,因而更適合于沖擊條件下使用。韌性和硬度的適當(dāng)配合保證了這種材料具有很好的耐磨性。表1列出了用具有兩種不同含碳量的這種耐磨材料鑄成的磨球在球磨機(jī)內(nèi)的使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
這種耐磨材料不僅用于制作水泥工業(yè)中球磨機(jī)內(nèi)的磨球,還可以做為礦山、冶金、電力等各類(lèi)機(jī)械的耐磨材料。
權(quán)利要求
1.一種成分中含有鐵、碳、鉻、鉬、銅、錳、硅的鉻系合金磨球耐磨材料,其特征在于材料成分中碳含量為0.5~1.2%,鉻含量為2.0~7.0%,鉬含量為0.2~0.7%,銅含量為0.3~0.8%,錳含量為0.5~1.5%,硅含量為0.4~1.0%,硼含量為0.05~0.1%,鈦含量為0.05~0.1%。
2.按權(quán)利要求
1所述的鉻系合金磨球耐磨材料,其中碳含量為0.5~1.0%,鉻含量為3.0~7.0%,鉬含量為0.3~0.5%,銅含量為0.35~0.5%,錳含量為0.6~0.8%,硅含量為0.5~0.8%。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明屬于金屬耐磨材料,一種鉻系合金磨球耐磨材料。
文檔編號(hào)C22C38/32GK85105932SQ85105932
公開(kāi)日1987年1月28日 申請(qǐng)日期1985年8月3日
發(fā)明者徐廷偉 申請(qǐng)人:大連工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan