一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法，屬于耐磨球【技術(shù)領(lǐng)域】，各成分及重量百分比為：C：2.0-2.2％、Mn：1.0-1.2％、Cr：22.0-23.5％、Si:0.8-1.0％、Cu：0.04-0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％、Mo：1.2-1.4％、Ni：0.6—0.8％、Re：0.4—0.6％；余量為Fe。本發(fā)明的超高鉻合金耐磨球具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、韌性，表面、內(nèi)部硬度一致，表面HRC為≥60Mpa，沖擊值≥3.8J/cm2，落球沖擊疲勞壽命≥12000次，破碎率小于0.8％，合金種類少，重量比低，降低了成本。
【專利說明】一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐磨球【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 耐磨材料是新材料領(lǐng)域的核心，對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用， 在全球新材料研究領(lǐng)域中，耐磨材料約占85 %。隨著信息社會的到來，特種耐磨材料對高新 技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，是二十一世紀(jì)信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高技 術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，成為世界各國新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點，也是世界各國高技術(shù)發(fā)展 中戰(zhàn)略競爭的熱點。
[0003] 耐磨球，是一種用于球磨機(jī)中的粉碎介質(zhì)，用于粉碎磨機(jī)中的物料，一種是以鉻為 主要合金元素的白口鑄鐵簡稱鉻合金鑄鐵，以鉻合金鑄鐵為材料的鑄造磨球稱為鉻合金鑄 鐵磨球；另一種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稱馬氏體球鐵磨球。
[0004] 在中國專利申請?zhí)枺?01210527003中公開了一種高鉻多元合金耐磨球，該磨球中 各化學(xué)組分的重量百分比為：C2. 5-2. 8%、SiO. 8-1. 2%、Mnl. 2-1. 4%、Crl2. 5-14. 0%、 M〇0. 4-0. 6 %、NiO. 7-1. 0 %、CuO. 8-1. 2 %、VO. 05-0. 1 %、W 彡 0. 02、TiO. 03-0. 05 %、 B0. 02-0. 04%、Nb0. 03-0. 04% K 0. 05%、S < 0. 05%，余量為 Fe。該技術(shù)方案中合金元 素過多，增加了成本，硬度較低，約為45Mpa,該技術(shù)方案有待改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供了一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法，具有良好的 耐磨性、耐腐蝕性，使用壽命長等優(yōu)點。
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0007] 一種超高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 0-2. 2%、Mn :1. 0-1. 2%、 Cr ：22. 0-23. 5 %, Si : 0. 8-1. 0 %, Cu ：0. 04-0. 06 %, S ： ^ 0. 02 %, P ： ^ 0. 02 %, Mo ： 1· 2-1. 4%、Ni :0· 6-0· 8%、Re :0· 4-0· 6% ;余量為 Fe。
[0008] 優(yōu)選的，各成分及重量百分比為：C :2. 1-2. 2%、Mn :1. 0-1. 2%、Cr :22. 0-23. 0%、 Si:0. 85-1. 0%, Cu ：0. 04-0. 05%, S 0. 02%, P 0. 02%, Mo ：1. 25-1. 4%, Ni ：0. 6- 0· 7%、Re :0· 4 - 0· 6% ;余量為 Fe。
[0009] 優(yōu)選的，各成分及重量百分比為：C :2. 15%、Μη :1. 1%、Cr :22. 5%、Si:0. 88%、 Cu :0· 042%、S :0· 01%、P :0· 02%、M〇 :1. 3%、Ni :0· 65%、Re :0· 55% ;余量為 Fe。
[0010] 超高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0011] (1)按配比選取原料進(jìn)行熔煉，溫度為：1580-1600°C ;
[0012] (2)扒渣；
[0013] (3)脫氧處理；
[0014] (4)出爐前14一 16分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0015] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1460- 1480°C ;
[0016] (6)開箱、修邊處理；
[0017] (7)熱處理，淬火溫度：940-960°C，時長：2· 2-2. 4小時，回火溫度：320-340°C， 時長：1. 2 - 1. 4小時。
[0018] C :與Fe、Cr、Μη形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元 素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高耐磨球的綜合性能。
[0019] Μη:是強(qiáng)化元素，融入鐵素體，強(qiáng)化基體，能夠細(xì)化組織，提高耐磨球的強(qiáng)度、硬度、 耐磨性。Μη含量過低時材料不能達(dá)到要求，過高則提高了成本，故Μη控制在1. 0-1. 2%。
[0020] Cr :提高材料的淬透性，能有效防止游離態(tài)的石墨產(chǎn)生，使普通滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)楹辖?滲碳體，能夠使耐磨球的表面和內(nèi)部的硬度一致，以提高耐磨球整體的強(qiáng)度和硬度，具有良 好的耐腐蝕性和抗氧化性能，阻止石墨化、提高淬透性。
[0021] Ni :促使耐磨球的組織細(xì)化，提高耐磨球的耐腐蝕性和力學(xué)性能。
[0022] Mo :能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化 性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0023] Re :改善耐磨球的韌性和耐磨性。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0025] 本發(fā)明的超高鉻合金耐磨球具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、韌性，表面、內(nèi)部硬度 一致，表面HRC為彡60Mpa，沖擊值彡3. 8J/cm2,落球沖擊疲勞壽命彡12000次，破碎率小于 0. 8 %，合金種類少，重量比低，降低了成本。

【具體實施方式】
[0026] 下面對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
[0027] 實施例1 :
[0028] 一種超高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 15%、Mn :1. 1 %、Cr : 22. 5%,Si:0. 88%,Cu ：0. 042%, S ：0. 01%,P ：0. 02%,M〇 ：1. 3%,Ni ：0. 65%,Re ：0. 55% ； 余量為Fe。
[0029] 超高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0030] (1)按配比選取原料進(jìn)行熔煉，溫度為：1590°c ;
[0031] (2)扒渣；
[0032] (3)脫氧處理；
[0033] (4)出爐前15分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0034] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1475 °C ;
[0035] (6)開箱、修邊處理；
[0036] (7)熱處理，淬火溫度：945°C，時長：2. 3小時，回火溫度：330°C，時長：1. 35小時。
[0037] C :與Fe、Cr、Μη形成穩(wěn)定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元 素產(chǎn)生協(xié)同作用，提高耐磨球的綜合性能。
[0038] Μη :是強(qiáng)化元素，融入鐵素體，強(qiáng)化基體，能夠細(xì)化組織，提高耐磨球的強(qiáng)度、硬度、 耐磨性。Μη含量過低時材料不能達(dá)到要求，過高則提高了成本，故Μη控制在1. 0-1. 2%。
[0039] Cr :提高材料的淬透性，能有效防止游離態(tài)的石墨產(chǎn)生，使普通滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)楹辖?滲碳體，能夠使耐磨球的表面和內(nèi)部的硬度一致，以提高耐磨球整體的強(qiáng)度和硬度，具有良 好的耐腐蝕性和抗氧化性能，阻止石墨化、提高淬透性。
[0040] Ni :促使耐磨球的組織細(xì)化，提高耐磨球的耐腐蝕性和力學(xué)性能。
[0041] Mo :能夠有效地抑制滲碳體聚集，強(qiáng)化奧氏體組織，使強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化 性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力。
[0042] Re :改善耐磨球的韌性和耐磨性。
[0043] 實施例2 :
[0044] 一種超高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 0 %、Mn :1. 2 %、Cr : 22. 0%、Si:l. 0%、Cu :0· 04%、S :0· 02%、P :0· 01%、M〇 :1. 2%、Ni :0· 8%、Re :0· 4% ;余量 為Fe。
[0045] 超高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0046] (1)按配比選取原料進(jìn)行熔煉，溫度為：1580°C ;
[0047] (2)扒漁；
[0048] (3)脫氧處理；
[0049] (4)出爐前16分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0050] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1460°C ;
[0051] (6)開箱、修邊處理；
[0052] (7)熱處理，淬火溫度：960°C，時長：2· 2小時，回火溫度：340°C，時長：1· 2小時。
[0053] 實施例3 :
[0054] -種超高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 2 %、Mn :1. 0 %、Cr : 23. 5%、Si:0. 8%、Cu :0· 06%、S :0· 01%、P :0· 01%、M〇 :1. 4%、Ni :0· 6%、Re :0· 6% ;余量 為Fe。
[0055] 超高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0056] (1)按配比選取原料進(jìn)行熔煉，溫度為：1600°C ;
[0057] (2)扒漁；
[0058] (3)脫氧處理；
[0059] (4)出爐前14分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0060] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1480°C ;
[0061] (6)開箱、修邊處理；
[0062] (7)熱處理，淬火溫度：940°C，時長：2.4小時，回火溫度：320°C，時長：1.4小時。
[0063] 實施例4 :
[0064] 一種超高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 0 %、Mn :1. 0 %、Cr : 23. 5%、Si:l. 0%、Cu :0· 04%、S :0· 015%、P :0· 016%、M〇 :1. 4%、Ni :0· 8%、Re :0· 4% ;余 量為Fe。
[0065] 超高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0066] (1)按配比選取原料進(jìn)行熔煉，溫度為：1590°C ;
[0067] (2)扒漁；
[0068] (3)脫氧處理；
【權(quán)利要求】
1. 一種超高鉻合金耐磨球，其特征在于：各成分及重量百分比為：c :2. 0-2. 2%、Μη : 1. 0-1. 2%,Cr ：22. 0-23. 5%,Si:0. 8-1. 0%,Cu ：0. 04-0. 06%,S 0. 02%,P 0. 02%, Mo :1. 2-1. 4%、Ni :0· 6-0· 8%、Re :0· 4-0· 6% ;余量為 Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高鉻合金耐磨球，其特征在于：各成分及重量百分比為： C ：2, 1-2. 2 %, Mn ： 1. 0-1. 2 %, Cr ：22. 0-23. 0 %, Si : 0. 85-1. 0 %, Cu ：0. 04-0. 05 %, S ： 彡 0· 02%、Ρ :彡 0· 02%、Μ〇 :1· 25-1. 4%、Ni :0· 6-0· 7%、Re :0· 4-0· 6% ;余量為 Fe。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高鉻合金耐磨球，其特征在于：各成分及重量百分比為：C : 2. 15%,Mn ：1. l%,Cr ：22. 5%, Si :0. 88%, Cu ：0. 042%, S ：0. 01 %, P ：0. 02%, Mo ： 1. 3%, Ni :0· 65%、Re :0· 55% ;余量為 Fe。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高鉻合金耐磨球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 按配比選取原料進(jìn)行熔煉，溫度為：1580- 1600°C ; (2) 扒漁； (3) 脫氧處理； (4) 出爐前14一 16分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理； (5) 制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1460- 1480°C ; (6) 開箱、修邊處理； (7) 熱處理，淬火溫度：940- 960°C，時長：2. 2 - 2. 4小時，回火溫度：320- 340°C，時 長：1. 2 - 1. 4小時。
【文檔編號】C22C33/08GK104087817SQ201410299093
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】李根有, 李駿 申請人:寧國市正興耐磨材料有限公司