一種使用壽命長的高鉻合金耐磨球及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用壽命長的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：2.4-2.6％、Mn：0.6-1.0％、Cr：19.5-21.5％、Si：1.4-1.6％、Cu：0.06-0.1％、S：≤0.02％、P：≤0.02％、Mo：0.4-1.0％、Ni：0.4—0.8％、Re：0.4—0.6％；余量為Fe。本發(fā)明的高鉻耐磨球具有很好的耐磨性、耐腐蝕性，具有良好的韌性，HRC為60—64Mpa，沖擊值≥2.8J/cm2，落球沖擊疲勞壽命≥12000次，破碎率小于0.8％，使用壽命長，降低了成本。
【專利說明】一種使用壽命長的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】，具體涉及一種使用壽命長的高鉻合金耐磨球及其制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，新技術(shù)，新設(shè)備，新材料越來越為人們所關(guān)注。根據(jù)我 國冶金、建材、電力、農(nóng)機(jī)、煤炭等五個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)加上機(jī)械部門汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械的 不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年消耗金屬耐磨材料約達(dá)300萬噸以上。如果應(yīng)用摩擦磨損理論防止 和減輕摩擦磨損，每年可節(jié)約150億美元。因此人們越來越重視金屬耐磨材料的發(fā)展和應(yīng) 用。
[0003] 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(dòng)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(huì)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(dòng)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(diǎn)，也是世界各國高技術(shù)發(fā)展 中戰(zhàn)略競爭的熱點(diǎn)。
[0004] 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。
[0005] 在中國專利申請?zhí)枺?01310677348中公開一種高碳低鉻多元合金鑄球材料，其含 有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳3. 2-3. 5、硅2. 1-2. 3、錳3. 9-4. 2、鋅0. 2-0. 5、 鉻2.6-2.8、鈦0.8-1.1、鎳0.03-0.05、鎂0.4-0.5、1^0.13-0.15、!1〇0.06-0.09、？彡0.07、 S < 0. 07、余量為鐵。該技術(shù)方案含有合金元素成分過多，導(dǎo)致成本提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明提供了一種使用壽命長的高鉻合金耐磨球及其制備方法， 具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、且使用壽命長。
[0007] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0008] -種使用壽命長的高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 4-2. 6%、Μη : 0. 6-1. 0%,Cr ：19. 5-21. 5%, Si ：1. 4-1. 6%,Cu ：0. 06-0. 1%,S 0. 02%,P 0. 02%, Mo :0· 4-1. 0%、Ni :0· 4-0· 8%、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. 45-2. 6 %、Mn :0. 7-1. 0 %、Cr : 19. 5-21. 0%,Si ：1. 4-1. 6%,Cu ：0. 06-0. 08%,S 0. 02%,P 0. 02%,Mo ：0. 6-1. 0%, Ni :0· 4 - 0· 6%、Re :0· 4 - 0· 6% ;余量為 Fe。
[0010] 優(yōu)選的，各成分及重量百分比為：C:2.52%、Μη :0. 84%、Cr :20. 6%、Si :1. 54%、 Cu :0· 076%、S :0· 016%、P :0· 02%、M〇 :0· 75%、Ni :0· 46%、Re :0· 45% ;余量為 Fe。 toon] 所述的高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0012] (1)按配比選取原料，中頻爐熔煉，溫度為：1530-1560°C ;
[0013] ⑵扒漁；
[0014] (3)脫氧處理；
[0015] (4)出爐前26- 30分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0016] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1460- 1480°C ;
[0017] (6)開箱、打球檢驗(yàn)；
[0018] (7)熱處理，淬火溫度：640-680°C，時(shí)長：3. 2-3. 4小時(shí)，回火溫度：360-380°C， 時(shí)長：1. 4一 1. 8小時(shí)。
[0019] 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。
[0020] Μη :是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0021] Cr :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，以提高耐磨 球的強(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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] Re :改善耐磨球的韌性和耐磨性。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0026] 本發(fā)明的高鉻耐磨球具有很好的耐磨性、耐腐蝕性，具有良好的韌性，HRC為60- 64Mpa，沖擊值彡2. 8J/cm2,落球沖擊疲勞壽命彡12000次，破碎率小于0. 8%，使用壽命長， 降低了成本。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
[0028] 實(shí)施例1 :
[0029] -種使用壽命長的高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 52 %、Μη : 0. 84 %, Cr ：20. 6 %, Si ： 1. 54 %, Cu ：0. 076 %, S ：0. 016 P ：0. 02 Mo ：0. 75 Ni ： 0· 46%、Re :0· 45% ;余量為 Fe。
[0030] 高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0031] (1)按配比選取原料，中頻爐熔煉，溫度為：1545°C ;
[0032] (2)扒漁；
[0033] (3)脫氧處理；
[0034] (4)出爐前28分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0035] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1470°C ;
[0036] (6)開箱、打球檢驗(yàn)；
[0037] (7)熱處理，淬火溫度：6601：，時(shí)長：3.3小時(shí)，回火溫度：3701：，時(shí)長 ：1.6小時(shí)。
[0038] 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。
[0039] Μη :是強(qiáng)化元素，提高其耐磨性。
[0040] Cr :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，以提高耐磨 球的強(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。
[0041] 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。
[0042] 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。
[0043] Re :改善耐磨球的韌性和耐磨性。
[0044] 實(shí)施例2 :
[0045] -種使用壽命長的高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 4 %、Μη : 1. 0%,Cr ：19, 5%,Si ：1, 6%,Cu ：0. 06%,S ：0. 02%,Ρ ：0. 02%,Mo ：0. 4%,Ni ：0. 4%,Re ： 0. 6% ;余量為Fe。
[0046] 高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0047] (1)按配比選取原料，中頻爐熔煉，溫度為：1530°C ;
[0048] (2)扒漁；
[0049] (3)脫氧處理；
[0050] (4)出爐前30分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0051] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1460°C ;
[0052] (6)開箱、打球檢驗(yàn)；
[0053] (7)熱處理，淬火溫度：6801：，時(shí)長：3.2小時(shí)，回火溫度：3801：，時(shí)長 ：1.4小時(shí)。
[0054] 實(shí)施例3 :
[0055] -種使用壽命長的高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 6 %、Μη : 0. 6%,Cr ：21. 5%,Si ：1. 4%,Cu ：0. 1%,S ：0. 015%, P ：0. 01%,M〇 ：1. 0%,Ni ：0. 8%, Re ： 0. 4% ;余量為Fe。
[0056] 高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0057] (1)按配比選取原料，中頻爐熔煉，溫度為：1560°C ;
[0058] (2)扒漁；
[0059] (3)脫氧處理；
[0060] (4)出爐前26分鐘加入Re進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0061] (5)制備砂型，進(jìn)行澆注，澆注溫度：1480°C ;
[0062] (6)開箱、打球檢驗(yàn)；
[0063] (7)熱處理，淬火溫度：6401：，時(shí)長：3.4小時(shí)，回火溫度：3601：，時(shí)長 ：1.8小時(shí)。
[0064] 實(shí)施例4 :
[0065] 一種使用壽命長的高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C :2. 4 %、Μη : 0. 6%,Cr ：21. 5%,Si ：1. 4%,Cu ：0. 1%,S ：0. 02%,P ：0. 016%,Mo ：0. 4%,Ni ：0. 4%,Re ： 0. 6% ;余量為Fe。
[0066] 高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：
[0067] (1)按配比選取原料，中頻爐熔煉，溫度為：1550°C ;
[0068] (2)扒漁；
【權(quán)利要求】
1. 一種使用壽命長的高鉻合金耐磨球，其特征在于：各成分及重量百分比為： C：2. 4-2. 6 %, Μη :0.6-1.0 %, Cr ： 19. 5-21. 5 %, Si :1.4-1. 6 %, Cu ：0. 06-0. 1 %,S： 彡 0· 02%、P :彡 0· 02%、M〇 :0· 4-1. 0%、Ni :0· 4-0· 8%、Re :0· 4-0· 6% ;余量為 Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用壽命長的高鉻合金耐磨球，其特征在于：各成分及 重量百分比為：C :2· 45-2. 6 %、Μη :0· 7-1. 0 %、Cr :19· 5-21. 0 %、Si :1· 4-1. 6 %、Cu : 0. 06-0. 08%,S 0. 02%,P 0. 02%,Mo ：0. 6-1. 0%,Ni ：0. 4-0. 6%,Re ：0. 4-0. 6%； 余量為Fe。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用壽命長的高鉻合金耐磨球，其特征在于：各成分及 重量百分比為：C :2. 52%、Mn :0· 84%、Cr :20. 6%、Si :1. 54%、Cu :0· 076%、S :0· 016%、P : 0· 02%、M〇 :0· 75%、Ni :0· 46%、Re :0· 45% ;余量為 Fe。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用壽命長的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，中頻爐熔煉，溫度為：1530- 1560°C ; (2) 扒漁； (3) 脫氧處理； (4) 出爐前26- 30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、打球檢驗(yàn)； (7) 熱處理，淬火溫度：640- 680°C，時(shí)長：3. 2 - 3. 4小時(shí)，回火溫度：360- 380°C，時(shí) 長：1. 4一 1. 8小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C22C38/56GK104087865SQ201410301957
【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