一種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板及其加工工藝，該多元合金襯板由熔煉鐵水加工而成，所述熔煉鐵水質(zhì)量百分比的組分為：碳1.1％?1.3％，硅0.3％?0.8％，錳11％?14％，鉻0.8％?1.5％，鉬0.10％?0.5％，釩0.3％?0.7％，鈦0.05％?0.2％，磷＜0.05％，硫＜0.03％，余量為鐵。本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種新型的適于大型半自磨機(jī)的襯板，該襯板滿足了大型半自磨襯板對(duì)耐磨性、強(qiáng)韌性的要求，且其使用周期長，價(jià)格低廉，大大降低了選礦廠的成本。
【專利說明】
一種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板及其加工工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種多元合金襯板的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適于半自磨機(jī)使用的多 元合金襯板及其加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)外大型半自磨機(jī)襯板多采用高碳鉻鉬合金襯板。高碳鉻鉬合金襯板因 碳含量及合金含量都比較高，所以沖擊韌性都比較低，沖擊值一般只有30-40焦耳，其次高 碳鉻鉬合金襯板因?yàn)樾枰ＷC具有一定的沖韌性，熱處理時(shí)通常采用風(fēng)冷加回火工藝，得 到組織為回火屈氏體，這種組織硬度適中耐磨性較差。由于半自磨機(jī)直徑都比較大，因此半 自磨在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對(duì)襯板的沖擊及磨損都要比球磨機(jī)嚴(yán)重。以致于高碳鉻鉬合金襯板在使 用過程中存在易斷裂及耐磨性差，襯板使用周期較短等不足，使得選礦廠需要頻繁更換襯 板，大大降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和加大了選礦廠的運(yùn)營成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種新型的適于大型半自磨機(jī)的襯板，以 滿足大型半自磨襯板對(duì)耐磨性、強(qiáng)韌性的要求，且能延長襯板使用周期，價(jià)格低廉，大大降 低選礦廠的成本。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
[0005] -種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板，由熔煉鐵水加工而成，所述熔煉鐵水質(zhì) 量百分比的組分為：碳1.1%-1.3%，硅0.3%-0.8%，錳11%-14%，鉻0.8%-1.5%，鉬 0·10%-0·5%，釩0·3%-0·7%，鈦0·05%-0·2%，磷<0.05%，硫<0.03%，余量為鐵。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的多元合金襯板具有高耐磨性、耐 沖擊性、高屈服強(qiáng)度等特點(diǎn)，解決了半自磨機(jī)高碳鉻鉬合金襯板在使用過程中易斷裂及耐 磨性差襯板使用周期較短的不足，可廣泛應(yīng)用于半自磨。
[0007] 本發(fā)明還公開了一種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，該加工工藝 包括：（a)鑄造成型:將熔煉鐵水鑄造成型，得到鑄態(tài)襯板；（b)將鑄態(tài)襯板進(jìn)行熱處理，得到 所述適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板。
[0008] 采用上述技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明的加工工藝具有操作簡單、制作的多元 合金襯板具有高耐磨性、耐沖擊性、高屈服強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。
[0009] 進(jìn)一步地，所述鑄造成型的具體方法為:將熔煉鐵水澆注在事先打好的樹脂自硬 砂型腔中成型，成型后去掉澆冒口制成鑄態(tài)襯板。
[0010] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：采用這種鑄造成型的方法，制備的多元合金 襯板具有高耐磨性、耐沖擊性、高屈服強(qiáng)度等特點(diǎn)，解決了半自磨機(jī)高碳鉻鉬合金襯板在使 用過程中易斷裂及耐磨性差襯板使用周期較短的不足。
[0011] 進(jìn)一步地，所述熔煉鐵水出爐溫度為1450~1480°C，澆注溫度為1380~1420°C。
[0012]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:合適的出爐溫度以及澆注溫度，有利于鐵水 沖型；如果澆注溫度過低，容易出現(xiàn)鑄件疏松缺陷等問題;如果溫度過高，容易出現(xiàn)鑄件組 織粗大等問題。
[0013] 進(jìn)一步地，所述鑄態(tài)襯板熱處理具體方法為：將鑄態(tài)襯板升溫后保溫，之后淬火， 最后沉淀處理。
[0014] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:采用這種熱處理可以使得加工出來的襯板具 有高耐磨性、耐沖擊性、高屈服強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述鑄態(tài)襯板升溫后保溫的具體步驟為:將制成的鑄態(tài)襯板裝入熱處 理爐，在650°C以下時(shí)進(jìn)行以50~80°C/min的速率升溫，升溫至650°C并保溫3h，在650°C以 上時(shí)以100~120°C/min的速率升溫，升溫至1050~1070°C，保溫的時(shí)間為5~6h。
[0016] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:合適的保溫時(shí)間以及保溫溫度，有利于均勻 細(xì)小的奧氏體晶粒形成；如果時(shí)間過短、溫度過低，容易出現(xiàn)奧氏體化不完全或奧氏體化不 均勻等問題;如果時(shí)間過長、溫度過高，容易出現(xiàn)奧氏體晶粒粗大的問題。
[0017] 進(jìn)一步地，所述淬火、沉淀處理的具體步驟為:將鑄態(tài)襯板淬火后以50~80 °C/min 的速率重新升溫，升溫到400°C并在400°C時(shí)保溫4h，最后空氣冷卻。
[0018] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:采用該溫度以及淬火時(shí)間有利于單一奧氏體 上彌散分布碳化物的組織形成，如果時(shí)間過短或者保溫溫度過低會(huì)使碳化物增多，將嚴(yán)重 影響襯板的韌性。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明多元合金襯板的顯微組織結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0021] 如圖1所示，一種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板，由熔煉鐵水加工而成，所述 熔煉鐵水質(zhì)量百分比的組分為:碳1.1%_1.3%，硅0.3%-0.8%，錳11%-14%，鉻0.8%-1.5%，鉬0·10%-0·5%，釩0·3%-0·7%，鈦0·05%-0·2%，磷<0.05%，硫<0.03%。該多 元合金襯板解決了以往半自磨機(jī)襯板所用高碳鉻鉬合金襯板易破碎，耐磨性較差使用周期 較短需要頻繁更換的缺點(diǎn)。此種材質(zhì)襯板適用于大型半自磨機(jī)襯板。該材料以滿足大型半 自磨襯板對(duì)耐磨性、強(qiáng)韌性的要求，優(yōu)化了襯板化學(xué)成分，對(duì)高錳鋼進(jìn)行合金化，加入釩、 鈦、鉬等合金來抑制高錳鋼延展性大的缺點(diǎn)，并采用了獨(dú)特的熱處理工藝，對(duì)其進(jìn)行彌散強(qiáng) 化處理，使襯板沖擊韌性65-136J/cm 2，使用硬度達(dá)到52-58HRC，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)外 同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，價(jià)格卻比高碳鉻鉬合金襯板降低20%以上，可滿足用戶的質(zhì)量和性 能要求。
[0022]上述多元合金襯板生產(chǎn)狀態(tài)為熱處理的襯板，包括以下加工工藝過程：
[0023] (a)鑄造成型:將熔煉鐵水澆注在事先打好的樹脂自硬砂型腔中成型，成型后去掉 澆冒口制成鑄態(tài)襯板。
[0024] 其中，熔煉鐵水出爐溫度為1450~1480 °C，澆注溫度為1380~1420 °C。樹脂自硬砂 成型工藝，成型后去掉澆冒口制成鑄態(tài)襯板。合適的出爐溫度以及澆注溫度，有利于鐵水沖 型；如果澆注溫度過低，容易出現(xiàn)鑄件疏松缺陷等問題;如果溫度過高，容易出現(xiàn)鑄件組織 粗大等問題。
[0025] 所述熔煉鐵水包括以下質(zhì)量百分比的組分：碳1.1 % -1.3 %，硅0.3 % -0.8 %，錳 11%-14%，鉻0·8%-1·5%，鉬0· 10%-0.5%，釩0·3%-0·7%，鈦0·05%-0·2%，磷< 0.05%，硫<0.03%，余量為鐵。
[0026] (b)將鑄態(tài)襯板進(jìn)行熱處理:將鑄態(tài)襯板升溫后保溫，之后淬火，最后沉淀處理。 [0027]鑄態(tài)襯板升溫后保溫的具體步驟為:將制成的鑄態(tài)襯板裝入熱處理爐，進(jìn)行升溫 保溫處理，在650°C以下時(shí)進(jìn)行以50~80°C/min的速率升溫，升溫至650°C并保溫3h，在650 °(：以上時(shí)以100~120°C/min的速率升溫，升溫至奧氏體化保溫的溫度1050~1070°C，保溫 的時(shí)間為5~6h。合適的保溫時(shí)間以及保溫溫度，有利于均勻細(xì)小的奧氏體晶粒形成；如果 時(shí)間過短、溫度過低，容易出現(xiàn)奧氏體化不完全或奧氏體化不均勻等問題;如果時(shí)間過長、 溫度過高，容易出現(xiàn)奧氏體晶粒粗大的問題。
[0028]淬火、沉淀處理的具體步驟為：將鑄態(tài)襯板淬火后以50~80°C/min的速率重新升 溫，升溫到400°C并在400°C時(shí)保溫4h，最后空氣冷卻，多元合金襯板制造完成。值得說明的 是，采用該溫度以及淬火時(shí)間有利于單一奧氏體上彌散分布碳化物的組織形成，如果時(shí)間 過短或者保溫溫度過低會(huì)使碳化物增多，將嚴(yán)重影響襯板的韌性。
[0029]因?yàn)闊崽幚磉^程不涉及組分的改變，所以步驟(a)得到的鑄態(tài)磨球和經(jīng)過熱處理 后得到的步驟(b)的多元合金襯板的組分是一致的。
[0030] 以下為本發(fā)明多元合金襯板的加工工藝具體實(shí)施例：
[0031] 實(shí)施例一
[0032] -種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，包括以下工藝過程：
[0033] (a)鑄造成型：
[0034]熔煉鐵水出爐溫度1480°C，澆注溫度1420°C。樹脂自硬砂成型工藝。成型后去掉澆 冒口制成鑄態(tài)襯板。
[0035] 熔煉鐵水包括以下質(zhì)量百分比的組分:碳1.2%，硅0.45%，錳12.4%，鉻1.0%，鉬 0.2%，釩0.3%，鈦0.1%，磷 <0.05%，硫 <0.03%，余量為鐵。
[0036]最終制得多元合金襯板包括以下質(zhì)量百分比的組分：碳1.2%，硅0.45%，錳 12.4%，鉻 1.0%，鉬0.2%，釩0.3%，鈦0.1%，磷 <0.05%，硫 <0.03%，余量為鐵；
[0037] (b)將鑄態(tài)襯板進(jìn)行熱處理:將鑄態(tài)襯板裝入熱處理爐，升溫保溫，奧氏體化保溫 溫度1050°C，保溫5h，淬火、沉淀處理，完成多元合金襯板的制造。
[0038] 實(shí)施例二
[0039] -種適于半自磨機(jī)使用的奧鐵體球鐵磨球的加工工藝，包括以下工藝過程：
[0040] (a)鑄造成型：
[0041 ]熔煉鐵水出爐溫度1470°C，澆注溫度1400°C。樹脂自硬砂成型工藝。成型后去掉澆 冒口制成鑄態(tài)襯板。
[0042] 熔煉鐵水包括以下質(zhì)量百分比的組分:碳1.1 %，硅0.6 %，錳11.8 %，鉻1.2 %，鉬 0.3%，釩0.45%，鈦0· 15%，磷<0.05%，硫<0.03%，余量為鐵。
[0043]最終制得多元合金襯板包括以下質(zhì)量百分比的組分：碳I . 1 %，硅0.6 %，錳 11.8%，鉻 1.2%，鉬0.3%，釩 0.45%，鈦 0.15%，磷 <0.05%，硫 <0.03%，余量為鐵；
[0044] (b)將鑄態(tài)襯板進(jìn)行熱處理:將鑄態(tài)襯板裝入熱處理爐，升溫保溫，奧氏體化保溫 溫度1070°C，保溫5h，淬火、沉淀處理，完成多元合金襯板的制造。
[0045] 實(shí)施例三
[0046] -種適于半自磨機(jī)使用的奧鐵體球鐵磨球的加工工藝，包括以下工藝過程：
[0047] (a)鑄造成型：
[0048] 熔煉鐵水出爐溫度1450°C，澆注溫度1380°C。樹脂自硬砂成型工藝。成型后去掉澆 冒口制成鑄態(tài)襯板。
[0049] 熔煉鐵水包括以下質(zhì)量百分比的組分：碳1.3 %，硅0.5 %，錳13 %，鉻1.5 %，鉬 0.3%，釩 0.5%，鈦 0.15%，磷 <0.05%，硫 <0.03%，余量為鐵。
[0050] 最終制得多元合金襯板包括以下質(zhì)量百分比的組分:碳1.3 %，硅0.5%，錳13%， 鉻1.5%，鉬0.3%，釩 0.5%，鈦 0.15%，磷 <0.05%，硫<0.03%，余量為鐵；
[0051] (b)將鑄態(tài)襯板進(jìn)行熱處理:將鑄態(tài)襯板裝入熱處理爐，升溫保溫，奧氏體化保溫 溫度1070°C，保溫6h，淬火、沉淀處理，完成多元合金襯板的制造。
[0052]將實(shí)施例一至實(shí)施例三的多元合金襯板進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，同時(shí)將高碳鉻鉬合金 襯板作為對(duì)照組。
[0053] -、檢測(cè)方法:參照本領(lǐng)域常用的檢查方法。
[0054] 1、硬度檢測(cè)方法:將襯板切割開，用洛氏硬度實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試硬度值，心部硬度為心部 硬度最低值，外表硬度為距離外表1~2mm處硬度最高值。
[0055] 2、沖擊值檢測(cè)方法:線切割穿球心去10 X 10 X 55沖擊試樣，沖擊試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)沖擊 值。
[0056] 二、檢測(cè)結(jié)果：
[0057]高碳鉻鉬合金襯板樣塊檢測(cè)結(jié)果如下：
[0059]多元合金襯板樣塊檢測(cè)結(jié)果如下：
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板，其特征在于，由熔煉鐵水加工而成，所述熔 煉鐵水質(zhì)量百分比的組分為：碳1.1%-1.3%，硅0.3%-0.8%，錳，鉻0.8%-1.5%，鉬0·10%-0·5%，釩0·3%-0·7%，鈦0·05%-0·2%，磷<0.05%，硫<0.03%，余量 為鐵。2. -種如權(quán)利要求1所述的適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，其特征在 于，該加工工藝包括： (a) 鑄造成型:將熔煉鐵水鑄造成型，得到鑄態(tài)襯板； (b) 將鑄態(tài)襯板進(jìn)行熱處理，得到所述適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，其特征在于， 所述鑄造成型的具體方法為:將熔煉鐵水澆注在事先打好的樹脂自硬砂型腔中成型，成型 后去掉澆冒口制成鑄態(tài)襯板。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，其特征在于， 所述熔煉鐵水出爐溫度為1450~1480°C，澆注溫度為1380~1420°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，其特征在于， 所述鑄態(tài)襯板熱處理具體方法為:將鑄態(tài)襯板升溫后保溫，之后淬火，最后沉淀處理。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，其特征在于， 所述鑄態(tài)襯板升溫后保溫的具體步驟為:將制成的鑄態(tài)襯板裝入熱處理爐，在650°C以下時(shí) 進(jìn)行以50~80°C/min的速率升溫，升溫至650°C并保溫3h，在650°C以上時(shí)以100~120°C/ min的速率升溫，升溫至1050~1070 °C，保溫的時(shí)間為5~6h。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的適于半自磨機(jī)使用的多元合金襯板的加工工藝，其特征在于， 所述淬火、沉淀處理的具體步驟為:將鑄態(tài)襯板淬火后以50~80°C/min的速率重新升溫，升 溫到400°C并在400°C時(shí)保溫4h，最后空氣冷卻。
【文檔編號(hào)】C22C38/14GK106086656SQ201610696781
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月22日 公開號(hào)201610696781.1, CN 106086656 A, CN 106086656A, CN 201610696781, CN-A-106086656, CN106086656 A, CN106086656A, CN201610696781, CN201610696781.1
【發(fā)明人】王景榮, 王景利, 王景會(huì), 王榮偉, 凌海軍
【申請(qǐng)人】承德榮茂鑄鋼有限公司