一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄鐵材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]球磨機(jī)鋼球是球磨機(jī)設(shè)備研磨物料介質(zhì)，通過球磨機(jī)鋼球之間鋼球與物料之間的碰撞摩擦產(chǎn)生磨剝作用，重要的基礎(chǔ)零部件，尤其是精密工業(yè)鋼球在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著巨大作用，廣泛應(yīng)用于水泥建材、金屬礦山、煤漿火電、化學(xué)工程、陶瓷等行業(yè)的粉體制備與超細(xì)深加工。鋼球是球磨機(jī)主要的易磨損件，其工作繁重，工作條件茍1刻，因此對(duì)鋼球材質(zhì)的耐磨性和韌性具有較高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球，其各化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為:c 3.2-4.4、Si0.4-0.8^Cr 16.5-18.7、Β 1.8-2.6、Μη 0.3-0.5^Mo 0.45-0.65、Nb 0.2-0.Ni 0.1_0.3、Ta 0.09-0.16、Al 0.04-0.08、Pm 0.03-0.05、Gd 0.02-0.04、S 彡 0.03、P 彡 0.02、余量為
Fe0
[0005]一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球的制備方法，包括以下步驟:
(1)在中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，先加入廢鋼、生鐵、廢舊石墨電極和鉻鐵熔清，再依次加入硼鐵、鉬鐵、錳鐵、鎳，待其全部熔化后調(diào)整鐵水成分，在出爐前5-6min內(nèi)先后加入鈮鐵和鉭鐵，在出爐前3-4min內(nèi)加入純鋁進(jìn)行脫氧，出爐前進(jìn)行化學(xué)成分分析，合格后即可出爐，鐵水出爐溫度控制在1525-1555°C ；
(2)在包內(nèi)沖入稀土硅鐵合金變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)孕育處理，變質(zhì)劑使用前進(jìn)行250-300°C的預(yù)熱，變質(zhì)孕育處理溫度為1475-1505°C，然后往包內(nèi)撒入適量的珍珠巖保溫聚渣覆蓋劑覆蓋，并鎮(zhèn)靜8-14min，扒渣后進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1440_1460°C ；
(3)將上述得到的鋼球進(jìn)行熱處理:先加熱至810-870°C，保溫3-4h，沙冷淬火后再在230-270 °C下回火4-6h，然后加熱至950-1000°C，保溫5_6h，再降溫至590-660°C，保溫2-3h，水冷淬火后再在160-220°C下回火6_8h，最后加熱至530_580°C，保溫2_3h，再加熱至1010-1070°C，保溫4-5h，油冷淬火后再在375_410°C下回火3_5h，空冷至室溫即可。
[0006]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明成分設(shè)計(jì)合理，通過在高鉻高碳的基礎(chǔ)上提高B的含量，可以使得馬氏體基體上分布有硬度高、熱穩(wěn)定好的硼化物，提高鋼球的耐磨性，同時(shí)還添加Mn、Mo、Nb、N1、Ta等其它合金成分，可以顯著細(xì)化晶粒，改善組織形態(tài)，提高沖擊鋼球韌性；
(2)本發(fā)明熱處理工藝合理，經(jīng)過三次淬火以及相應(yīng)的回火處理后，可以強(qiáng)化鋼球基體組織，獲得板條馬氏體加高硬度硼化物的復(fù)相組織，硼化物呈網(wǎng)狀沿晶界分布，顯著提高鋼球的硬度和耐磨性；
(3)本發(fā)明制得的鋼球綜合性能優(yōu)異，在具有優(yōu)異強(qiáng)韌性的前提下，還具有高的硬度和優(yōu)良的耐磨性，使用壽命長，應(yīng)用范圍比廣，可以用于冶金礦山、水泥建材、火力發(fā)電等行業(yè)球磨機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0007]—種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球，其各化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為:C3.2-4.Si 0.4-0.8^Cr 16.5-18.7、B 1.8-2.6、Mn 0.3-0.5^Mo 0.45-0.65、Nb 0.2_0.4、Ni 0.1-0.3、Ta 0.09-0.16、Al 0.04-0.08、Pm 0.03-0.05、Gd 0.02-0.04、S ^ 0.03、P彡0.02、余量為Fe。
[0008]一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球的制備方法，包括以下步驟:
(1)在中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，先加入廢鋼、生鐵、廢舊石墨電極和鉻鐵熔清，再依次加入硼鐵、鉬鐵、錳鐵、鎳，待其全部熔化后調(diào)整鐵水成分，在出爐前5-6min內(nèi)先后加入鈮鐵和鉭鐵，在出爐前3-4min內(nèi)加入純鋁進(jìn)行脫氧，出爐前進(jìn)行化學(xué)成分分析，合格后即可出爐，鐵水出爐溫度控制在1525-1555°C ；
(2)在包內(nèi)沖入稀土硅鐵合金變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)孕育處理，變質(zhì)劑使用前進(jìn)行250-300°C的預(yù)熱，變質(zhì)孕育處理溫度為1475-1505°C，然后往包內(nèi)撒入適量的珍珠巖保溫聚渣覆蓋劑覆蓋，并鎮(zhèn)靜8-14min，扒渣后進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1440_1460°C ；
(3)將上述得到的鋼球進(jìn)行熱處理:先加熱至810-870°C，保溫3-4h，沙冷淬火后再在230-270 °C下回火4-6h，然后加熱至950-1000°C，保溫5_6h，再降溫至590-660°C，保溫2-3h，水冷淬火后再在160-220°C下回火6_8h，最后加熱至530_580°C，保溫2_3h，再加熱至1010-1070°C，保溫4-5h，油冷淬火后再在375_410°C下回火3_5h，空冷至室溫即可。
[0009]經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)品化學(xué)成分為C 3.96%、Si 0.54%、Cr 17.56%、B 2.24%、Mn 0.43%、Mo0.58%、Nb 0.33%、Ni 0.26%、Ta 0.12%、Al 0.063%、Pm 0.046%、Gd 0.035%、S 0.019%、P0.014%、余量為Fe。力學(xué)性能為:硬度:73.2HRC，沖擊韌性:25.4 J/cm2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球，其特征在于，其各化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為:C 3.2-4.4、Si 0.4-0.8、Cr 16.5-18.7、B 1.8-2.6、Mn 0.3-0.5、Mo 0.45-0.65、Nb 0.2-0.4、Ni 0.1-0.3、Ta 0.09-0.16、Al 0.04-0.08、Pm 0.03-0.05、Gd 0.02-0.04、S彡0.03、P彡0.02、余量為Fe。2.一種如權(quán)利要求1所述的球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)在中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，先加入廢鋼、生鐵、廢舊石墨電極和鉻鐵熔清，再依次加入硼鐵、鉬鐵、錳鐵、鎳，待其全部熔化后調(diào)整鐵水成分，在出爐前5-6min內(nèi)先后加入鈮鐵和鉭鐵，在出爐前3-4min內(nèi)加入純鋁進(jìn)行脫氧，出爐前進(jìn)行化學(xué)成分分析，合格后即可出爐，鐵水出爐溫度控制在1525-1555°C ； (2)在包內(nèi)沖入稀土硅鐵合金變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)孕育處理，變質(zhì)劑使用前進(jìn)行250-300°C的預(yù)熱，變質(zhì)孕育處理溫度為1475-1505°C，然后往包內(nèi)撒入適量的珍珠巖保溫聚渣覆蓋劑覆蓋，并鎮(zhèn)靜8-14min，扒渣后進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1440_1460°C ； (3)將上述得到的鋼球進(jìn)行熱處理:先加熱至810-870°C，保溫3-4h，沙冷淬火后再在230-270 °C下回火4-6h，然后加熱至950-1000°C，保溫5_6h，再降溫至590-660°C，保溫2-3h，水冷淬火后再在160-220°C下回火6_8h，最后加熱至530_580°C，保溫2_3h，再加熱至1010-1070°C，保溫4-5h，油冷淬火后再在375_410°C下回火3_5h，空冷至室溫即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球磨機(jī)用高碳高鉻高硼合金鋼球及其制備方法，其各化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：C？3.2-4.4、Si？0.4-0.8、Cr？16.5-18.7、B？1.8-2.6、Mn？0.3-0.5、Mo？0.45-0.65、Nb？0.2-0.4、Ni？0.1-0.3、Ta？0.09-0.16、Al？0.04-0.08、Pm？0.03-0.05、Gd？0.02-0.04、S≤0.03、P≤0.02、余量為Fe。本發(fā)明制得的鋼球綜合性能優(yōu)異，在具有優(yōu)異強(qiáng)韌性的前提下，還具有高的硬度和優(yōu)良的耐磨性，使用壽命長，應(yīng)用范圍比廣，可以用于冶金礦山、水泥建材、火力發(fā)電等行業(yè)球磨機(jī)。
【IPC分類】C21D1/18, C22C37/08, C22C37/10, B02C17/10, B02C17/20
【公開號(hào)】CN105112767
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510485274
【發(fā)明人】周浩, 周潔
【申請(qǐng)人】霍邱縣忠振耐磨材料有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日