一種新型鍛磨球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】，它公開了一種新型鍛磨球，包括以下重量百分比的化學成分：C0.80—1.40％，Si≤1.20％，Mn1.50—2.50％，Cr0.80—1.50％，Lu0.08—0.30％，Mo≤0.05％，B≤0.01％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量為Fe。本發(fā)明將稀土元素Lu加入到鑄鐵中，由于Lu在凝固過程中會通過溶質(zhì)再分配而富集在初生奧氏體前沿熔體中，造成成分過冷，使初生奧氏體細化。同時Lu再生長共晶碳化物上活化吸附，促使共晶過冷度加大和共晶凝固范圍增大，從而顯著改善了鑄鐵共晶組織，所制得的新型鍛磨球具有良好的耐磨性能，很好的抗沖擊能力，強抗腐蝕性，使用壽命長，生產(chǎn)成本低。
【專利說明】一種新型鍛磨球

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐磨材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及到一種新型鍛磨球。

【背景技術(shù)】
[0002] 礦山行業(yè)是鍛磨球的最大消耗行業(yè)，礦山行業(yè)用鍛磨球占磨球消耗總量的一半以 上，其規(guī)模直接決定了鍛磨球的市場容量。在國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的背景下，我國礦石開 采量逐年增長，礦山行業(yè)需求的鍛磨球消耗量保持了良好的增長態(tài)勢。但是，目前國內(nèi)市場 上出售的礦山用鍛磨球存在著沖擊韌性較低、耐磨抗腐蝕性能差等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐磨性能強，使用壽命長的新型鍛磨球。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：C0. 80- 1. 40%， Si ^ 1. 20 %, Mnl. 50-2. 50 %, CrO. 80-1. 50 %, LuO. 08-0. 30 %, Mo ^ 0. 05 %, B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量為 Fe。
[0006] 優(yōu)選的，所述新型鍛磨球包括以下重量百分比的化學成分：Cl. 00-1.40 %， SiO. 75-1. 20%, Mn2. 00-2. 50%, Crl. 20-1. 50%, LuO. 08-0. 30%, M〇0. 03-0. 05%, B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量為 Fe。
[0007] 優(yōu)選的，包括以下重量百分比的化學成分：C1. 25 %，SiO. 85 %，Mn2. 00 %， Crl. 20%，LuO. 22%，Μ〇0· 03%，Β0· 01%，Ρ0· 02%，SO. 02%，余量為 Fe。
[0008] 更優(yōu)選的，所述的新型鍛磨球的制作方法，其特征在于，包括以下順序步驟：
[0009] (1)采用廢鋼、合金、鎳鐵、錳鐵、鑰鐵為原料按照所述鍛磨球的配比進行配料；
[0010] ⑵將配好的原料置入中頻電爐進行熔煉，熔煉溫度為1480- 1520°C ;
[0011] (3)對熔煉得到的鋼水進行檢驗分析，根據(jù)檢驗結(jié)果對鋼水進行元素二次配比；
[0012] (4)將元素合格的鋼水在溫度1400- 1420°C下進行細流澆鑄；
[0013] (5)冷卻1-2小時后開模，將冷卻后的鍛磨球進行分離、精磨；
[0014] (6)將精磨后的鍛磨球投入加熱爐，升溫至480-500°C，保溫2 -2. 5小時；
[0015] (7)在溫度為870-980°C的油池中淬火，30-35min后空冷至室溫，投入回火爐；
[0016] (8)回火爐溫度控制在175-195°C，回火3-5小時，冷卻至室溫即得成品。
[0017] 碳：決定共晶碳化物的數(shù)量，碳含量增大，合金鋼的屈服點和抗拉強度升高。但 含量過高將導致鋼球在冷卻結(jié)晶過程中生成粗大的塊狀晶碳化合物，使磨球的沖擊性、塑 性和抗腐蝕性都降低。但碳含量少會使鋼球耐磨性降低，因此碳含量必須適中，控制在 2. 12 ?2. 82%。
[0018] 硅（Si):硅是顯著促進鑄鐵石墨化的元素，含量過高時，將降低鋼球的耐磨性，并 使材料脆性增加，硅含量控制在〇. 38?0. 57%之間。
[0019] 錳（Μη):猛能增加碳和鐵的結(jié)合力，同時與硫生成MnS消弱S的有害作用，而且Μη 還能增加鋼水的流動性，但過多的錳含量將導致鋼的抗腐蝕能力減弱。
[0020] 磷（P):在鑄造或者熱處理過程中，硫磷是裂紋源，硫會降低鐵水流動性，并使鑄 鐵缺陷，磷含量過高，將降低材料的強度，增加冷脆性。
[0021] 硫（S):硫通常是有害元素，使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的韌性、延展性和耐腐蝕性， 所以通常要求硫含量小。
[0022] 鉻（Cr):鉻是強化碳化物的形成元素，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)楹辖饾B碳體，以提高鋼的強度和硬度，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，但同時降低塑性和韌性。
[0023] 稀土具有較大的原子半徑，在鐵中溶解度很小。由于具有很大的電負性，因此 它們的化學性質(zhì)很活潑，能在鋼中形成一系列極為穩(wěn)定的化合物，成為非自發(fā)結(jié)晶核心， 從而起到細化晶粒的作用。另外，稀土是表面活性元素，可以增大結(jié)晶核心產(chǎn)生速度，阻 止晶粒生長。晶粒的細化，有利于鋼塑韌性的提高。隨著稀土含量的增加，晶粒細化越明 顯，這與稀土元素能增加奧氏體晶界遷移的激活能有關(guān)。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：將稀土元素 Lu加入到鑄鐵中，由于Lu在 凝固過程中會通過溶質(zhì)再分配而富集在初生奧氏體前沿熔體中，造成成分過冷，使初生奧 氏體細化。同時Lu再生長共晶碳化物上活化吸附，促使共晶過冷度加大和共晶凝固范圍增 大，從而顯著改善了鑄鐵共晶組織，所制得的新型鍛磨球具有良好的耐磨性能，很好的抗沖 擊能力，強抗腐蝕性，使用壽命長,生產(chǎn)成本低。

【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體說明。
[0026] 實施例一：
[0027] 一種新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：C1. 40%， Sil. 20%，Μη2· 50%，Crl. 50%，LuO. 30%，Β0· 01%，Ρ0· 04%，SO. 04%，余量為 Fe ;
[0028] 所述新型鍛磨球的制作方法包括以下順序步驟：
[0029] (1)采用廢鋼、合金、鎳鐵、錳鐵、鑰鐵為原料按照所述鍛磨球的配比進行配料；
[0030] (2)將配好的原料置入中頻電爐進行熔煉，熔煉溫度為1520°C ;
[0031] (3)對熔煉得到的鋼水進行檢驗分析，根據(jù)檢驗結(jié)果對鋼水進行元素二次配比；
[0032] (4)將元素合格的鋼水在溫度1420°C下進行細流澆鑄；
[0033] (5)冷卻2小時后開模，將冷卻后的鍛磨球進行分離、精磨；
[0034] (6)將精磨后的鍛磨球投入加熱爐，升溫至500°C，保溫2. 5小時；
[0035] (7)在溫度為980°C的油池中淬火，35min后空冷至室溫，投入回火爐；
[0036] (8)回火爐溫度控制在195°C，回火5小時，冷卻至室溫即得成品。
[0037] 實施例二：
[0038] 一種新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：C0. 80%， Sil. 00%，Mnl. 50%，CrO. 80%，LuO. 08%，Μ〇0· 05%，余量為 Fe ;
[0039] 所述新型鍛磨球的制作方法包括以下順序步驟：
[0040] (1)采用廢鋼、合金、鎳鐵、錳鐵、鑰鐵為原料按照所述鍛磨球的配比進行配料；
[0041] ⑵將配好的原料置入中頻電爐進行熔煉，熔煉溫度為1480°C ;
[0042] (3)對熔煉得到的鋼水進行檢驗分析，根據(jù)檢驗結(jié)果對鋼水進行元素二次配比；
[0043] (4)將元素合格的鋼水在溫度1400°C下進行細流澆鑄；
[0044] (5)冷卻1小時后開模，將冷卻后的鍛磨球進行分離、精磨；
[0045] (6)將精磨后的鍛磨球投入加熱爐，升溫至480°C，保溫2小時；
[0046] (7)在溫度為870°C的油池中淬火，30min后空冷至室溫，投入回火爐；
[0047] (8)回火爐溫度控制在175°C，回火3小時，冷卻至室溫即得成品。
[0048] 實施例三：
[0049] 一種新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：C1. 00 %， SiO. 75%，Μη2· 00%，Crl. 20%，LuO. 20%，Μ〇0· 03%，Β0· 005%，Ρ0· 005%，SO. 02%，余量 為Fe ;
[0050] 所述新型鍛磨球的制作方法包括以下順序步驟：
[0051] (1)采用廢鋼、合金、鎳鐵、錳鐵、鑰鐵為原料按照所述鍛磨球的配比進行配料；
[0052] (2)將配好的原料置入中頻電爐進行熔煉，熔煉溫度為1500°C ;
[0053] (3)對熔煉得到的鋼水進行檢驗分析，根據(jù)檢驗結(jié)果對鋼水進行元素二次配比；
[0054] (4)將元素合格的鋼水在溫度14KTC下進行細流澆鑄；
[0055] (5)冷卻1. 5小時后開模，將冷卻后的鍛磨球進行分離、精磨；
[0056] (6)將精磨后的鍛磨球投入加熱爐，升溫至490°C，保溫2. 3小時；
[0057] (7)在溫度為900°C的油池中淬火，32min后空冷至室溫，投入回火爐；
[0058] (8)回火爐溫度控制在185°C，回火4小時，冷卻至室溫即得成品。
[0059] 實施例四：
[0060] 一種新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：C1. 25%， SiO. 85%，Μη2· 00%，Crl. 20%，LuO. 24%，Μ〇0· 03%，Β0· 01%，Ρ0· 02%，SO. 02%，余量為 Fe ；
[0061] 所述新型鍛磨球的制作方法包括以下順序步驟：
[0062] (1)采用廢鋼、合金、鎳鐵、錳鐵、鑰鐵為原料按照所述鍛磨球的配比進行配料；
[0063] (2)將配好的原料置入中頻電爐進行熔煉，熔煉溫度為1510°C ;
[0064] (3)對熔煉得到的鋼水進行檢驗分析，根據(jù)檢驗結(jié)果對鋼水進行元素二次配比；
[0065] (4)將元素合格的鋼水在溫度1405°C下進行細流澆鑄；
[0066] (5)冷卻1. 8小時后開模，將冷卻后的鍛磨球進行分離、精磨；
[0067] (6)將精磨后的鍛磨球投入加熱爐，升溫至485°C，保溫2. 3小時；
[0068] (7)在溫度為950°C的油池中淬火，33min后空冷至室溫，投入回火爐；
[0069] (8)回火爐溫度控制在190°C，回火4. 5小時，冷卻至室溫即得成品。
[0070] 實施例五：
[0071] 一種新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：C0. 95%， Mnl. 85%，Cr 1. 45%，LuO. 25%，Μ〇0· 005%，Β0· 005%，Ρ0· 02%，SO. 005%，余量為 Fe ;
[0072] 所述新型鍛磨球的制作方法包括以下順序步驟：
[0073] (1)采用廢鋼、合金、鎳鐵、錳鐵、鑰鐵為原料按照所述鍛磨球的配比進行配料；
[0074] (2)將配好的原料置入中頻電爐進行熔煉，熔煉溫度為1505°C ;
[0075] (3)對熔煉得到的鋼水進行檢驗分析，根據(jù)檢驗結(jié)果對鋼水進行元素二次配比；
【權(quán)利要求】
1. 一種新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：C0. 80-1.40%， Si ^ 1. 20 %, Mnl. 50-2. 50 %, CrO. 80-1. 50 %, LuO. 08-0. 30 %, Mo ^ 0. 05 %, B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量為 Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分： C1. 00-1. 40%, SiO. 75-1. 20%, Mn2. 00-2. 50%, Crl. 20-1. 50%, LuO. 08-0. 30%, Μ〇0· 03-0· 05%，B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量為 Fe。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鍛磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分： C1. 25%,SiO. 85%,Mn2. 00%,Crl. 20%,LuO. 24%,M〇0. 03%,B0. 01%,P0. 02%,SO. 02%, 余量為Fe。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鍛磨球的制作方法，其特征在于，包括以下順序步驟： (1) 采用廢鋼、合金、鎳鐵、錳鐵、鑰鐵為原料按照所述鍛磨球的配比進行配料； (2) 將配好的原料置入中頻電爐進行熔煉，熔煉溫度為1480- 1520°C ; (3) 對熔煉得到的鋼水進行檢驗分析，根據(jù)檢驗結(jié)果對鋼水進行元素二次配比； (4) 將元素合格的鋼水在溫度1400- 1420°C下進行細流澆鑄； (5) 冷卻1一2小時后開模，將冷卻后的鍛磨球進行分離、精磨； (6) 將精磨后的鍛磨球投入加熱爐，升溫至480- 500°C，保溫2 - 2. 5小時； (7) 在溫度為870- 980°C的油池中淬火，30- 35min后空冷至室溫，投入回火爐； (8) 回火爐溫度控制在175-195°C，回火3-5小時，冷卻至室溫即得成品。
【文檔編號】C22C37/10GK104087816SQ201410286873
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24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