一種超硬低鉻含量研磨體以及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種研磨介質(zhì)即鑄造研磨體及生產(chǎn)工藝方法，具體是一種超硬低鉻含量研磨體以及制造方法。一種超硬低鉻含量研磨體，包括如下材料：碳:1.7–2.15%，硅:0.25–0.8%，錳:0.35–1%，鉻:5.3–8%，磷:0–0.045%，硫:0–0.045%，鋁:0.03–0.07%，其余為鐵。本發(fā)明晶粒細化帶來的性能大幅提高，以及韌性的提高，從而在進一步提高磨球抗磨、抗破碎性能的前提下，減少了貴金屬鉻的含量，同比降低磨球制造成本，社會效益巨大。
【專利說明】一種超硬低鉻含量研磨體以及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種研磨介質(zhì)即鑄造研磨體及生產(chǎn)工藝方法，具體是一種超硬低鉻含量研磨體以及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]研磨體作為一種研磨介質(zhì)廣泛應(yīng)用于建材水泥、礦山冶金、能源火電、非金屬加工、水煤漿及磁性材料等行業(yè)的粉體工程。
[0003]高鉻鑄造研磨體是繼普通鍛制鋼球、低、中鉻鑄造磨球發(fā)展起來的新一代高效磨球，其含鉻量大于10%，公知熱處理技術(shù)為油淬火加低溫回火。在這種條件下，高硬度的馬氏體形成，大大增強了基體的連續(xù)性和強度，因而磨球的硬度和韌性均顯著提高。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(GB/T17445-2009、JC/T533-2004及YB/T092-2005)高鉻鑄造磨球的鉻(Cr)含量范圍為10%-30%，其表面硬度> HRC58即為合格，但是價格較高，以現(xiàn)有價格水平測算高出鑄造磨球ZQCr8每噸400元以上，高出鑄造磨球ZQCr5接近1000元每噸。近些年來，由于我國的鉻礦貧乏，鉻鐵的價格是一漲再漲，鑰、鎳、鈦、銅等責(zé)重金屬的價格亦不斷攀升，所以高鉻球價格的上漲是趨勢必然。而現(xiàn)有的鑄造磨球ZQCr8的鉻含量7-10%，表面硬度> HRC48即為合格，ZQCr5的鉻含量4-6%，表面硬度> HRC47，即為合格硬度太低，耐磨性能低下，己遠不能滿足國內(nèi)外市場的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明研究開發(fā)了一種超硬低鉻含量研磨體以及制造方法，目的在于:為了節(jié)約鉻(Cr)等稀缺貴重金屬材料，同時提高磨球的硬度，降低制造成本，本發(fā)明的目的之一是提供一種鉻含量5.3%-8%的超硬低鉻含量研磨體，目的之二是提供前述超硬低鉻含量研磨體的生產(chǎn)工藝方法。
[0005]本發(fā)技術(shù)方案:
一種超硬低鉻含量研磨體，其特征在于，包括如下材料:碳:1.7 - 2.15%，硅:0.25 -0.8%,錳:0.35- 1%，鉻:5.3- 8%,磷:O - 0.045%,硫:O - 0.045%,鋁:0.03 - 0.07%,其余為鐵。
[0006]一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于，包括以下操作步驟:
A、首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中熔化，升溫至1520-1580°C后，再依次加入金屬鉻、鋁和猛；
B、鐵水沖熔步驟A中熔融體并靜置5-7分鐘；
C、用澆鑄裝置將鐵水澆注到鑄球模具或砂箱中，冷卻后得鑄球；
D、將鑄球裝入加熱爐進行奧氏體化處理，出爐得研磨體雛形；
E、將研磨體雛形放入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為6-20分鐘，冷卻到室溫；
F、再通過回火處理，溫度300-500°C，回火時間8-12小時；
G、最后進行摜制檢驗，得合格研磨體；研磨體硬度為HRC60-69，沖擊值3.5-5.0J/CM2。[0007]優(yōu)選的，在步驟B之前向熔融體中加入碎塊狀的稀土釔(Y-Re)，從而增加產(chǎn)品的韌性。
[0008]所述步驟D的奧氏體化處理具體包括如下階段處理:第一階段由常溫升至300-350°C、時間2-3小時；第二階段升溫至500-550°C、時間1_2小時；第三階段升溫至650°C、時間1-2小時；第四階段升溫至840-980°C、時間2_4小時。
[0009]優(yōu)選的，在步驟G之后增加正火處理工藝，以提高產(chǎn)品的沖擊韌性，重復(fù)D即可。
[0010]優(yōu)選的，步驟D的奧氏體化處理具體包括如下階段處理:第一階段由常溫升至300-350°C、時間2-3小時；第二階段升溫至500-550°C、時間1_2小時；第三階段升溫至650°C、時間1-2小時；第四階段加熱至860~980°C，保溫I~5小時。
[0011]根據(jù)處理材料和性能要求直接加熱到860~980°C。
[0012]當(dāng)加熱到860~980°C然后迅速淬入溫度為180~390°C的質(zhì)量百分比濃度為50% NaN03+質(zhì)量百分比濃度為50% KN03硝鹽溶液中，保持時間0.3~10小時，然后取出在空氣中冷卻至室溫，或者放入溫度180~390°C在爐中停電緩冷。
[0013]最終制得集體為下貝氏體 ，殘奧氏體，馬氏體，碳化物的研磨體。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
采用油介質(zhì)淬火加回火熱處理工藝，獲得馬氏體加斷網(wǎng)的共晶碳化物?；蛘叩葴卮慊?，得到下貝氏體，殘奧氏體，馬氏體，碳化物的研磨體。使超硬低鉻含量研磨體硬度達到HRC60—69,顯著提高鑄造磨球ZQCr8和ZQCr5的韌性和耐磨性。僅僅從硬度上就較ZQCr8提高了 25 - 43.75%，較ZQCr8提高了 27.65 一 46.81%，還有晶粒細化帶來的性能大幅提高，以及韌性的提高，從而在進一步提高磨球抗磨、抗破碎性能的前提下，減少了貴金屬鉻的含量，同比降低磨球制造成本，社會效益巨大。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步描述。
[0016]實施例1:
一種超硬低鉻含量研磨體，包括如下材料:碳:1.7%，硅:0.25%，錳:0.35%，鉻:
5.3%，鋁:0.03%，其余為鐵。
[0017]一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，包括以下操作步驟:
A、首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中熔化，升溫至1520-1580°C后，再依次加入金屬鉻、鋁和猛；
B、向熔融體中加入碎塊狀的稀土釔，接著鐵水沖熔步驟A中熔融體并靜置5-7分鐘；
C、用澆鑄裝置將鐵水澆注到鑄球模具或砂箱中，冷卻后得鑄球；
D、將鑄球裝入加熱爐進行奧氏體化處理，第一階段由常溫升至300-350°C、時間2-3小時；第二階段升溫至500-550°C、時間1-2小時；第三階段升溫至650°C、時間1_2小時?’第四階段升溫至840-980°C、時間2-4小時，出爐得研磨體雛形；
E、將研磨體雛形放入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為6-20分鐘，冷卻到室溫；
F、再通過回火處理，溫度300-500°C，回火時間8-12小時；
G、最后進行摜制檢驗，得合格研磨體；研磨體硬度為HRC60-69，沖擊值3.5-5.0J/CM2 ；
H、增加正火處理工藝，以提高產(chǎn)品的沖擊韌性,重復(fù)D即可。[0018]最終制得集體為下貝氏體，殘奧氏體，馬氏體，碳化物的研磨體。
[0019]實施例2:
一種超硬低鉻含量研磨體，其特征在于，包括如下材料：碳：2. 15%，硅：0. 8%，錳：1%，鉻：8%，磷：0.045%，硫：0.045%，鋁：0.07%，其余為鐵。
[0020]一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于，包括以下操作步驟：
A、首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中熔化，升溫至1520-1580°C后，再依次加入金屬鉻、鋁和猛；
B、鐵水沖熔步驟A中熔融體并靜置5-7分鐘；
C、用澆鑄裝置將鐵水澆注到鑄球模具或砂箱中，冷卻后得鑄球；
D、將鑄球裝入加熱爐進行奧氏體化處理，第一階段由常溫升至300-350°C、時間2-3小時；第二階段升溫至500-550°C、時間1-2小時；第三階段升溫至650°C、時間1_2小時?’第四階段加熱至860~980°C，保溫I~5小時，出爐得研磨體雛形；
E、當(dāng)加熱到860~980°C然后迅速淬入溫度為180~390°C的質(zhì)量百分比濃度為50%NaN03+質(zhì)量百分比濃度為50% KN03硝鹽溶液中，保持時間O. 3~10小時，然后取出在空氣中冷卻至室溫，或者放入溫度180~390°C在爐中停電緩冷；
F、最后進行摜制檢驗，得合格研磨體；研磨體硬度為HRC60-69，沖擊值3.5-5. 0J/CM2。
[0021]實施例3:· 90mm超硬低鉻含量研磨體，其化學(xué)成分如下：
碳(C) :2· 08%,硅(Si) :0· 61%,錳(Mn) :0· 46%,鉻(Cr) : 5. 45%,磷(P) :0· 052%,硫(S) :0· 055%;銅(Cu) :0· 062%,鑰(Mo) :0· 033%,鎳(Ni) :0· 027%,稀土釔(Y-Re) ：0.121%，鋁（Al) : 0.04 %，其余為鐵(Fe)
90mm超硬低鉻含量研磨體制造工藝如下：
首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中先行熔化，升溫至1510--1550°C，再加入Cr、Mn、Al合金達到所要求的化學(xué)成分。然后將稀土釔放入鐵水包，用鐵水沖熔并靜置7分鐘，以對鐵水進行變質(zhì)及孕育處理。處理后的鐵水使用鑄造直讀光譜儀測定其化學(xué)元素含量，合格鐵水則通過恒溫澆鑄裝置澆注到砂箱中，鐵水凝固后形成的鑄態(tài)磨球檢驗合格后裝入加熱爐進行奧氏體化處理，經(jīng)油介質(zhì)淬火后，再通過低溫回火工序，最終經(jīng)摜制處理并檢驗合格后入庫。
【權(quán)利要求】
1.一種超硬低鉻含量研磨體,其特征在于，包括如下材料：碳：1.7-2. 15%,娃：O. 25 - O. 8%,錳：0.35- 1%，鉻：5.3- 8%,磷：O - 0.045%,硫：O - 0.045%,鋁：0.03-0.07%，其余為鐵。
2.一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于，包括以下操作步驟： A、首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中熔化，升溫至1520-1580°C后，再依次加入金屬鉻、鋁和猛； B、鐵水沖熔步驟A中熔融體并靜置5-7分鐘； C、用澆鑄裝置將鐵水澆注到鑄球模具或砂箱中，冷卻后得鑄球； D、將鑄球裝入加熱爐進行奧氏體化處理，出爐得研磨體雛形； E、將研磨體雛形放入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為6-20分鐘，冷卻到室溫； F、再通過回火處理，溫度300-500°C，回火時間8-12小時； G、最后進行摜制檢驗，得合格研磨體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于：在步驟B之前向熔融體中加入碎塊狀的稀土釔。
4.根據(jù)權(quán)利要求 2所述的一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于：所述步驟D的奧氏體化處理具體包括如下階段處理：第一階段由常溫升至300-350°C、時間2-3小時；第二階段升溫至500-550°C、時間1-2小時；第三階段升溫至650°C、時間1_2小時；第四階段升溫至840-980°C、時間2-4小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于：在步驟G之后增加正火處理工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于：步驟D的奧氏體化處理具體包括如下階段處理：第一階段由常溫升至300-350°C、時間2-3小時；第二階段升溫至500-550°C、時間1-2小時；第三階段升溫至650°C、時間1_2小時；第四階段加熱至860~980°C，保溫I~5小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于：根據(jù)處理材料和性能要求直接將奧氏體化處理的溫度加熱到860~980°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超硬低鉻含量研磨體制造方法，其特征在于：當(dāng)加熱到860~980°C后迅速淬入溫度為180~390°C的質(zhì)量百分比濃度為50% NaN03+質(zhì)量百分比濃度為50% KN03硝鹽溶液中，保持時間O. 3~10小時，然后取出在空氣中冷卻至室溫，或者放入溫度180~390°C在爐中停電緩冷。
【文檔編號】C22C38/60GK103710646SQ201310695281
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】韓文博, 韓仁青 申請人:寧國市中意耐磨材料有限公司