一種球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其組成包括：C、Mn、Si、Ni、Cr、Mo、V、Nb、Ca、Zr、Cu、S、P、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；采用激光熔覆和滲氮工藝對耐磨球的表面進行改性，熔覆粉末包括：Mn、Cr、Si、Al2O3、Al、Co、Fe、納米CeO2，熔覆工藝為：單道掃描，氬氣保護激光池，功率為1.5-2.0KW，光板直徑為0.2-0.7mm，熔覆速度為2-4mm/s；滲氮工藝的參數(shù)為：輝光電壓：0.2-0.58KV，占空比：35-45％，氨氣流量：0.05-0.08m3/h，爐壓：220-250Pa，溫度：400-450℃，時間：3-5h。本發(fā)明所述耐磨球具有優(yōu)異的抗氧化性、耐磨性和韌性。
【專利說明】一種球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球。

【背景技術(shù)】
[0002] 耐磨球是一種用于球磨機中的粉碎介質(zhì)，用于粉碎磨機中的物料，目前已經(jīng)被廣 泛應(yīng)用于冶金礦山、水泥建材、火力發(fā)電、煙氣脫硫、磁性材料、化工、水煤漿、球團礦、礦渣、 超細粉、粉煤灰、碳酸鈣、石英砂等行業(yè)球磨機中。
[0003] 耐磨球作為一種磨損材料應(yīng)該具有下列性質(zhì)：（1)高的硬度，高硬度的基體可以 抵抗磨粒對基體的微觀切削作用，在一定程度上體現(xiàn)了材料的耐磨性；(2)較高的塑韌性、 應(yīng)變疲勞抗力、脆斷抗力和剝層疲勞抗力，高的塑韌性可以減少或者抑制裂紋的萌生和擴 展，特別是在高沖擊作用的工況下具有優(yōu)異的抗斷裂破壞能力；（3)高的淬透性，材料的淬 透性高才能保證在大尺寸條件下材料整體組織均勻、性能穩(wěn)定，耐磨性得予保證。
[0004] 激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng) 激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體成冶金 結(jié)合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從 而達到表面改性或修復(fù)的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴 重元素，應(yīng)用在耐磨球領(lǐng)域可以提高耐磨球的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化性。
[0005] 滲氮是在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。常見 有液體滲氮、氣體滲氮、離子滲氮。常用的是氣體滲氮和離子滲氮。滲入鋼中的氮一方面 由表及里與鐵形成不同含氮量的氮化鐵，一方面與鋼中的合金元素結(jié)合形成各種合金氮化 物，這些氮化物具有很高的硬度、熱穩(wěn)定性和很高的彌散度，因而可使?jié)B氮后的鋼件得到高 的表面硬度、耐磨性、疲勞強度、抗咬合性、抗大氣和過熱蒸汽腐蝕能力、抗回火軟化能力， 并降低缺口敏感性。應(yīng)用在耐磨球中可以提高耐磨球的表面硬度、耐磨性、疲勞強度，提高 耐磨球的性能。
[0006] 現(xiàn)存耐磨球的抗氧化性欠佳，不能滿足現(xiàn)代社會對耐磨球的要求，因此，選擇合適 的成分、控制制備的工藝過程得到抗氧化性能好、綜合性能強的耐磨球是目前研究的熱點 問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提出了 一種球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，該耐磨球具有優(yōu)異的抗氧化 性，同時具有良好的耐磨性、硬度和沖擊韌性。
[0008] 本發(fā)明提出了 一種球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其組成成分按質(zhì)量分數(shù)包 括：C:l. 3-2. 0%，Μη:0· 12-0. 46%，Si :0· 53-0. 81 %，Ni:0. 21-0. 45%，Cr:4. 2-5. 95%， Mo: 1.1-1.5 %,V:0. 7-1.0 %,Nb:0. 2-0.5 %, Ca:0. 01-0. 038 %, Zr:0. 01-0. 015 %, Cu:0. 01-0. 03%，S彡0. 028%，P彡0. 033%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
[0009] 根據(jù)上述組成成分配比，球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球按照以下工藝進行制備：
[0010] si、熔煉：將廢鋼加入到中頻感應(yīng)熔煉爐中，并加熱至1500-1520 °C，保 溫20-45min后加入鉻鐵、鑰鐵、釩鐵、鈮鐵，待完全熔化后加入硅鐵和錳鐵，升溫至 1530-1570°C加熱至完全熔化后加入鎳合金、硅鈣合金、鋯鐵，各原料完全熔化扒渣后得到 鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯；
[0011] S2、熱處理：將S1中得到的耐磨球坯依次經(jīng)過正火、淬火和高溫回火處理；在正火 處理中，將溫度升至980-1030°C，保溫50-80min，空冷至室溫；在淬火處理中，將溫度升至 800-820°C，保溫30-75min，水冷至室溫；在高溫回火處理中，將溫度升至500-530°C，保溫 130-150min，水冷至室溫，從而得到熱處理球坯；
[0012] S3、熱處理球坯預(yù)處理：將S2中得到的熱處理球坯噴砂后，用丙酮洗滌后用金相 砂紙打磨，用丙酮清洗之后再用無水乙醇清洗，放置于真空干燥箱中，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為 55-75°C，保溫3-4h后得到預(yù)處理球坯；
[0013] S4、熔覆前預(yù)處理：在合金粉末中添加 l_3wt%納米Ce02后放入球磨機球磨3_5h， 之后放入真空干燥箱，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為50-85°C，保溫3-5h得到復(fù)合粉體；用等離子將 復(fù)合粉體噴涂在預(yù)處理球坯的表面，厚度為〇. 1-0. 2mm得到熔覆前預(yù)處理球坯；所述合金 粉末按重量份數(shù)包括：10-15份的Mn，5-10份的Cr、l-3份的Si、0. 5-1. 3份的Al203、2-3份 的 Al、l-2 份的 Co、75-82 份 Fe ;
[0014] S5、熔覆：將S4中得到的熔覆前預(yù)處理球坯放入激光熔覆設(shè)備中進行激光熔覆， 冷卻后得到熔覆耐磨球；其中激光熔覆的工藝參數(shù)如下：單道掃描，用氬氣保護激光池，激 光功率設(shè)置為1. 5-2. 0KW，光板直徑為0. 2-0. 7mm，熔覆速度為2-4mm/s ;
[0015] S6、滲氮：將S5中得到的熔覆耐磨球放入雙重加熱多功能離子轟擊爐中進行滲 氮工藝得到所述耐磨球，所述滲氮工藝的參數(shù)具體如下：輝光電壓：〇. 2-0. 58KV，占空比： 35-45%，氨氣流量：0.05-0.081113/11，爐壓：220-250?3，溫度 ：400-4501：，時間：3-511。
[0016] 優(yōu)選地，上述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其組成成分按質(zhì)量分數(shù)包括： C:l. 5%,Mn:0. 35%,Si ：0. 73%,Ni :0. 42%, Cr:5. 56%,Mo: 1. 36%, V:0. 79%,Nb:0. 36% , Ca:0. 026%，Zr:0. 014%，Cu:0. 02%，S :0· 02%，P :0· 031%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0017] 優(yōu)選地，在S2中，在正火處理中，將溫度升至980-1030°C的過程中，升溫速率隨溫 度的升高而減小。
[0018] 優(yōu)選地，在S2中，在淬火處理中，將溫度升至800-820°C，保溫30-75min，水冷至室 溫的過程中，冷卻速度隨溫度的降低而減小
[0019] 優(yōu)選地，在S2中，在正火處理中，將溫度升至1015°C，保溫66min，空冷至室溫；在 淬火處理中，將溫度升至815°C，保溫63min，水冷至室溫；在高溫回火過程中，將溫度升至 521°C，保溫138min，水冷至室溫。
[0020] 優(yōu)選地，在S4中，在合金粉末中添加2wt%納米Ce02后放入球磨機球磨4h，之后 放入真空干燥箱，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為80°C，保溫4h得到復(fù)合粉體；用等離子將復(fù)合粉體 噴涂在預(yù)處理球坯的表面，厚度為0. 15mm得到熔覆前預(yù)處理球坯；所述合金粉末按重量份 數(shù)包括：14份的Mn，8份的Cr、2. 5份的Si、l. 0份的Al203、2. 2份的Al、l. 3份的Co、78份 的Fe。
[0021] 優(yōu)選地，在S5中，激光熔覆的工藝參數(shù)如下：單道掃描，用氬氣保護激光池，激光 功率設(shè)置為1. 7KW，光板直徑為0. 5_，熔覆速度為4mm/s。
[0022] 優(yōu)選地，在S6中，所述滲氮工藝的參數(shù)具體如下：輝光電壓：0. 5KV，占空比：40 %， 氨氣流量：〇· 〇6m3/h，爐壓：235Pa，溫度：440°C，時間：4h。
[0023] 本發(fā)明所述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球熱處理工藝中，首先進行正火處理，細 化了晶粒，同時使組織均勻化，消除了樹枝狀組織和過熱組織，去除了耐磨球的內(nèi)應(yīng)力，提 供了耐磨球的硬度；之后進行了淬火工藝，淬火冷卻的過程中，降溫初期，在過冷奧氏體最 不穩(wěn)定的范圍進行快速降溫，之后采用減小的降溫速率，保證獲得馬氏體的同時減小耐磨 球中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂；在淬火后進行高溫回火，消除耐磨球淬火時產(chǎn)生的殘留應(yīng) 力，降低脆性，提高其韌性，防止其變形和開裂。
[0024] 本發(fā)明所述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球的制備工藝中，采用了激光熔覆和滲氮 兩種工藝對耐磨球進行了表面改性處理。在激光熔覆的過程中，所用復(fù)合粉體中添加了納 米Ce02，一方面，納米Ce0 2在熔池的攪拌作用下，均勻、彌散的分布在了熔覆形成的液態(tài)金 屬中，作為異質(zhì)成核的核心，大幅度提高了液態(tài)金屬形核率；一方面，納米Ce0 2具有大的比 表面積，附著在液固界面前沿，阻礙了形核后的晶體生長，細化了激光熔覆層組織；一方面， 加入納米&0 2后，改變了熔覆層的組織結(jié)構(gòu)，細化了晶粒，減少了熔覆層組織內(nèi)部晶界出現(xiàn) 的大量析出物；另一方面，在高溫的條件下，納米Ce0 2會加速熔覆層組織中Cr元素的選擇 性氧化，有效的抑制了 Cr203的揮發(fā)，提高了熔覆層組織與耐磨球的附著性，熔覆層中晶粒 的細化有利于熱應(yīng)力和生長應(yīng)力的釋放，提高了熔覆層的抗剝落能力，在高溫下減少了耐 磨球的內(nèi)氧化，增強了耐磨球的耐高溫性。
[0025] 本發(fā)明所述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球的制備工藝中采用了滲氮工藝對激光 熔覆后的耐磨球進行了表面處理，滲氮后激光熔覆層晶粒細化，晶界以及位錯增多，為氮化 物的形成提供了額外的驅(qū)動力，降低了氮化相形成的標準自由能，從而使激光熔覆層在滲 氮的升溫階段形成氮化物，增加了滲氮的深度，在滲氮的過程中，N原子沿晶界擴散所需的 活化能較低，激光熔覆層的晶界為N原子的擴散提供了更多的擴散通道，提高了 N原子的擴 散速度，對滲氮具有一定的催化作用，使得到的涂層結(jié)構(gòu)致密，內(nèi)部無裂紋和孔洞，與耐磨 球結(jié)合良好，提高了耐磨球的抗氧化性，同時提高了耐磨球的抗沖擊性、耐熱性和硬度。
[0026] 本發(fā)明所述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球中，通過選擇合適的原料和配比，優(yōu)化 熱處理工藝，并采用激光熔覆和滲氮工藝對耐磨球的表面進行了改性，得到了綜合性能好 的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球。

【具體實施方式】
[0027] 下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明，應(yīng)當了解，實施例只用 于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進行限定，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)明的保護范圍內(nèi)。
[0028] 實施例1
[0029] 本發(fā)明所述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其組成成分按質(zhì)量分數(shù)包括： C:l. 3%, Μη:0. 33%, Si ：0. 53%, Ni:0. 32%, Cr:4. 2%, Mo:l. 3%, V:l. 0%, Nb:0. 3%, Ca:0. 038%，Zr:0. 013%，Cu:0. 03%，S :0· 022%，P :0· 031%，余量為 Fe 和不可避免的雜 質(zhì)；
[0030] 根據(jù)上述組成成分配比，球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球按照以下工藝進行制備：
[0031] S1、熔煉：將廢鋼加入到中頻感應(yīng)熔煉爐中，并加熱至1520°C，保溫20min后加入 鉻鐵、鑰鐵、釩鐵、鈮鐵，待完全熔化后加入硅鐵和錳鐵，升溫至1570°C加熱至完全熔化后 加入鎳合金、硅鈣合金、鋯鐵，各原料完全熔化扒渣后得到鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開 模，爐冷至室溫得到耐磨球坯；
[0032] S2、熱處理：將S1中得到的耐磨球坯依次經(jīng)過正火、淬火和高溫回火處理；在正火 處理中，將溫度升至1006°C，保溫70min，空冷至室溫；在淬火處理中，將溫度升至806°C，保 溫71min，水冷至室溫；在高溫回火處理中，將溫度升至530°C，保溫130min，水冷至室溫，從 而得到熱處理球坯；
[0033] S3、熱處理球坯預(yù)處理：將S2中得到的熱處理球坯噴砂后，用丙酮洗滌后用金相 砂紙打磨15min，用丙酮清洗3次，用無水乙醇清洗2次，放置于真空干燥箱中，調(diào)節(jié)干燥箱 的溫度為55°C，保溫4h后得到預(yù)處理球坯；
[0034] S4、熔覆前預(yù)處理：在合金粉末中添加2wt%納米Ce02后放入球磨機球磨3h，之后 放入真空干燥箱，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為72°C，保溫4. 3h得到復(fù)合粉體；用等離子將復(fù)合粉 體噴涂在預(yù)處理球坯的表面，厚度為0. 16mm得到熔覆前預(yù)處理球坯；所述合金粉末按重量 份數(shù)包括：1〇份的Mn，8. 3份的Cr、1份的Si、1. 0份的Al203、3份的Al、1份的Co、75份Fe ;
[0035] S5、熔覆：將S4中得到的熔覆前預(yù)處理球坯放入激光熔覆設(shè)備中進行激光熔覆， 冷卻后得到熔覆耐磨球；其中激光熔覆的工藝參數(shù)如下：單道掃描，用氬氣保護激光池，激 光功率設(shè)置為1. 7KW，光板直徑為0. 2_，熔覆速度為3mm/s ;
[0036] S6、滲氮：將S5中得到的熔覆耐磨球放入雙重加熱多功能離子轟擊爐中進行滲氮 工藝得到所述耐磨球，所述滲氮工藝的參數(shù)具體如下：輝光電壓：〇. 58KV，占空比：45%，氨 氣流量：〇. 08m3/h，爐壓：220Pa，溫度：450°C，時間：3h。
[0037] 實施例2
[0038] 本發(fā)明所述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其組成成分按質(zhì)量分數(shù)包括： C:2. 0%, Μη:0. 46%, Si ：0. 81%, Ni:0. 21%, Cr:5. 95%, Mo:l. 5%, V:0. 7%, Nb:0. 2%, Ca:0. 023%，Zr:0. 015%，Cu:0. 02%，S :0· 02%，P :0· 033%，余量為 Fe 和不可避免的雜 質(zhì)；
[0039] 根據(jù)上述組成成分配比，球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球按照以下工藝進行制備：
[0040] S1、熔煉：將廢鋼加入到中頻感應(yīng)熔煉爐中，并加熱至1500°C，保溫45min后加入 鉻鐵、鑰鐵、釩鐵、鈮鐵，待完全熔化后加入硅鐵和錳鐵，升溫至1560°C加熱至完全熔化后 加入鎳合金、硅鈣合金、鋯鐵，各原料完全熔化扒渣后得到鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開 模，爐冷至室溫得到耐磨球坯；
[0041] S2、熱處理：將S1中得到的耐磨球坯依次經(jīng)過正火、淬火和高溫回火處理；在正火 處理中，將溫度升至980°C，保溫80min，空冷至室溫；在淬火處理中，將溫度升至800°C，保 溫75min，水冷至室溫；在高溫回火處理中，將溫度升至523°C，保溫134min，水冷至室溫，從 而得到熱處理球坯；其中，在正火處理中，將溫度升至980°C的過程中，升溫速率隨溫度的 升高而減小且平均升溫速率為5°C /min ;在淬火處理中，將溫度升至800°C，保溫75min，水 冷至室溫的過程中，冷卻速度隨溫度的降低而減?。?br> [0042] S3、熱處理球坯預(yù)處理：將S2中得到的熱處理球坯噴砂后，用丙酮洗滌后用金相 砂紙打磨20min，用丙酮清洗3次，用無水乙醇清洗2次，放置于真空干燥箱中，調(diào)節(jié)干燥箱 的溫度為63°C，保溫3. 6h后得到預(yù)處理球坯；
[0043] S4、熔覆前預(yù)處理：在合金粉末中添加 lwt%納米Ce02后放入球磨機球磨5h，之后 放入真空干燥箱，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為50°C，保溫5h得到復(fù)合粉體；用等離子將復(fù)合粉體 噴涂在預(yù)處理球坯的表面，厚度為0. 1mm得到熔覆前預(yù)處理球坯；所述合金粉末按重量份 數(shù)包括：12份的Mn，5份的Cr、2. 6份的Si、l. 3份的Al203、2. 3份的Al、l. 6份的Co、82份 Fe ；
[0044] S5、熔覆：將S4中得到的熔覆前預(yù)處理球坯放入激光熔覆設(shè)備中進行激光熔覆， 冷卻后得到熔覆耐磨球；其中激光熔覆的工藝參數(shù)如下：單道掃描，用氬氣保護激光池，激 光功率設(shè)置為2. 0KW，光板直徑為0. 7_，熔覆速度為2mm/s ;
[0045] S6、滲氮：將S5中得到的熔覆耐磨球放入雙重加熱多功能離子轟擊爐中進行滲氮 工藝得到所述耐磨球，所述滲氮工藝的參數(shù)具體如下：輝光電壓：〇. 38KV，占空比：35%，氨 氣流量：〇. 〇65m3/h，爐壓：250Pa，溫度：400°C，時間：5h。
[0046] 實施例3
[0047] 本發(fā)明所述球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其組成成分按質(zhì)量分數(shù)包括： C:l. 7%, Μη:0. 12%, Si ：0. 69%, Ni:0. 45%, Cr:5. 21%, Mo:l. 1%, V:0. 9%, Nb:0. 5%, Ca:0. 01%，Zr:0. 01%，Cu:0. 01%，S :0· 028%，P :0· 03%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；
[0048] 根據(jù)上述組成成分配比，球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球按照以下工藝進行制備：
[0049] S1、熔煉：將廢鋼加入到中頻感應(yīng)熔煉爐中，并加熱至1506°C，保溫40min后加入 鉻鐵、鑰鐵、釩鐵、鈮鐵，待完全熔化后加入硅鐵和錳鐵，升溫至1530°C加熱至完全熔化后 加入鎳合金、硅鈣合金、鋯鐵，各原料完全熔化扒渣后得到鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開 模，爐冷至室溫得到耐磨球坯；
[0050] S2、熱處理：將S1中得到的耐磨球坯依次經(jīng)過正火、淬火和高溫回火處理；在正火 處理中，將溫度升至1030°C，保溫50min，空冷至室溫；在淬火處理中，將溫度升至820°C，保 溫30min，水冷至室溫；在高溫回火過程中，將溫度升至500°C，保溫150min，水冷至室溫，從 而得到熱處理球坯；其中，在正火處理中，將溫度升至1030°C的過程中，升溫速率隨溫度的 升高而減小且平均升溫速率為8°C /min ;在淬火處理中，將溫度升至820°C，保溫30min，水 冷至室溫的過程中，冷卻速度隨溫度的降低而減小；
[0051] S3、熱處理球坯預(yù)處理：將S2中得到的熱處理球坯噴砂后，用丙酮洗滌后用金相 砂紙打磨18min，用丙酮清洗3次，用無水乙醇清洗2次，放置于真空干燥箱中，調(diào)節(jié)干燥箱 的溫度為75°C，保溫3h后得到預(yù)處理球坯；
[0052] S4、熔覆前預(yù)處理：在合金粉末中添加3wt%納米Ce02后放入球磨機球磨4h，之后 放入真空干燥箱，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為85°C，保溫3h得到復(fù)合粉體；用等離子將復(fù)合粉體 噴涂在預(yù)處理球坯的表面，厚度為0. 2mm得到熔覆前預(yù)處理球坯；所述合金粉末按重量份 數(shù)包括：15份的Mn，10份的Cr、3份的Si、0. 5份的Al203、2份的Al、2份的Co、79份Fe ;
[0053] S5、熔覆：將S4中得到的熔覆前預(yù)處理球坯放入激光熔覆設(shè)備中進行激光熔覆， 冷卻后得到熔覆耐磨球；其中激光熔覆的工藝參數(shù)如下：單道掃描，用氬氣保護激光池，激 光功率設(shè)置為1. 5KW，光板直徑為0. 4_，熔覆速度為4mm/s ;
[0054] S6、滲氮：將S5中得到的熔覆耐磨球放入雙重加熱多功能離子轟擊爐中進行滲氮 工藝得到所述耐磨球，所述滲氮工藝的參數(shù)具體如下：輝光電壓：〇. 2KV，占空比：40%，氨
【權(quán)利要求】
1. 一種球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，其組成成分按質(zhì)量分數(shù)包括： C:l. 3-2. 0 %, Mn:0. 12-0. 46 %, Si ：0. 53-0. 81 %, Ni:0. 21-0. 45 %, Cr:4. 2-5. 95 %, Mo: 1.1-1.5 %,V:0. 7-1.0 %,Nb:0. 2-0.5 %, Ca:0. 01-0. 038 %, Zr:0. 01-0. 015 %, Cu:0. 01-0. 03%，S彡0. 028%，P彡0. 033%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)； 根據(jù)上述組成成分配比，球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球按照以下工藝進行制備： 51、 熔煉：將廢鋼加入到中頻感應(yīng)熔煉爐中，并加熱至1500-1520°C，保溫20-45min后 加入鉻鐵、鑰鐵、釩鐵、鈮鐵，待完全熔化后加入硅鐵和錳鐵，升溫至1530-1570°C加熱至完 全熔化后加入鎳合金、硅鈣合金、鋯鐵，各原料完全熔化扒渣后得到鋼液，澆注，待鋼液完全 凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯； 52、 熱處理：將S1中得到的耐磨球坯依次經(jīng)過正火、淬火和高溫回火處理；在正火處 理中，將溫度升至980-1030°C，保溫50-80min，空冷至室溫；在淬火處理中，將溫度升至 800-820°C，保溫30-75min，水冷至室溫；在高溫回火處理中，將溫度升至500-530°C，保溫 130-150min，水冷至室溫，從而得到熱處理球坯； 53、 熱處理球坯預(yù)處理：將S2中得到的熱處理球坯噴砂后，用丙酮洗滌后用金相砂 紙打磨，用丙酮清洗之后再用無水乙醇清洗，放置于真空干燥箱中，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為 55-75°C，保溫3-4h后得到預(yù)處理球坯； 54、 熔覆前預(yù)處理：在合金粉末中添加 l-3wt%納米Ce02后放入球磨機球磨3-5h，之后 放入真空干燥箱，調(diào)節(jié)干燥箱的溫度為50-85°C，保溫3-5h得到復(fù)合粉體；用等離子將復(fù)合 粉體噴涂在預(yù)處理球坯的表面，厚度為0. 1-0. 2mm得到熔覆前預(yù)處理球坯；所述合金粉末 按重量份數(shù)包括：10-15份的Mn，5-10份的Cr、l-3份的Si、0. 5-1. 3份的Al203、2-3份的 Al、l-2 份的 Co、75-82 份 Fe ; 55、 熔覆：將S4中得到的熔覆前預(yù)處理球坯放入激光熔覆設(shè)備中進行激光熔覆，冷卻 后得到熔覆耐磨球；其中激光熔覆的工藝參數(shù)如下：單道掃描，用氬氣保護激光池，激光功 率設(shè)置為1. 5-2. 0KW，光板直徑為0. 2-0. 7mm，熔覆速度為2-4mm/s ; 56、 滲氮：將S5中得到的熔覆耐磨球放入雙重加熱多功能離子轟擊爐中進行滲氮 工藝得到所述耐磨球，所述滲氮工藝的參數(shù)具體如下：輝光電壓：0.2-0. 58KV，占空比： 35-45%，氨氣流量：0.05-0.081113/11，爐壓：220-250?3，溫度 ：400-4501：，時間：3-511。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，其組成成分 按質(zhì)量分數(shù)包括：C:l. 5%，Μη:0· 35%，Si :0· 73%，Ni:0. 42%，Cr:5. 56%，Μο:1· 36%， V:0. 79%，Nb:0. 36%，Ca:0. 026%，Zr:0. 014%，Cu:0. 02%，S :0· 02%，P :0· 031%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，在S2中，在 正火處理中，將溫度升至980-1030°C的過程中，升溫速率隨溫度的升高而減小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，在 S2中，在淬火處理中，將溫度升至800-820°C，保溫30-75min，水冷至室溫的過程中，冷卻速 度隨溫度的降低而減小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，在 S2中，在正火處理中，將溫度升至1015°C，保溫66min，空冷至室溫；在淬火處理中，將溫度 升至815°C，保溫63min，水冷至室溫；在高溫回火過程中，將溫度升至521°C，保溫138min， 水冷至室溫。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，在 S4中，在合金粉末中添加2wt %納米Ce02后放入球磨機球磨4h，之后放入真空干燥箱，調(diào)節(jié) 干燥箱的溫度為80°C，保溫4h得到復(fù)合粉體；用等離子將復(fù)合粉體噴涂在預(yù)處理球坯的表 面，厚度為〇. 15mm得到熔覆前預(yù)處理球坯；所述合金粉末按重量份數(shù)包括：14份的Mn，8份 的 Cr、2. 5 份的 Si、l. 0 份的 Α1203、2· 2 份的 Α1、1· 3 份的 Co、78 份的 Fe。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，在 S5中，激光熔覆的工藝參數(shù)如下：單道掃描，用氬氣保護激光池，激光功率設(shè)置為1. 7KW，光 板直徑為〇· 5mm，熔覆速度為4mm/s。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的球磨機用高耐磨抗氧化耐磨球，其特征在于，在 S6中，所述滲氮工藝的參數(shù)具體如下：輝光電壓：0. 5KV，占空比：40%，氨氣流量：0. 06m3/ h，爐壓：235Pa，溫度：440°C，時間：4h。
【文檔編號】C22C38/56GK104087867SQ201410376984
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】丁仕武, 丁幸, 徐幫明 申請人:寧國市寧武耐磨材料有限公司