專利名稱：強(qiáng)韌性高耐磨大型球磨機(jī)襯板及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)韌性高耐磨大型球磨機(jī)襯板及其制造工藝，尤其涉及一種鐵基鑄造合金鋼襯板及其制造工藝。
目前，我國(guó)水泥行業(yè)球磨機(jī)襯板仍沿用著傳統(tǒng)的高錳鋼襯板，實(shí)際經(jīng)濟(jì)考核和工業(yè)應(yīng)用證明，這種高錳鋼原材料成本較高，又須經(jīng)高溫水韌處理獲得單一奧氏體。但在實(shí)際應(yīng)用中，這種錳奧氏體并不能獲得理想的加工硬化效果，其加工硬化表面僅有300HV，遠(yuǎn)低于水泥熟料的顯微硬度(400HV)，因此，高錳鋼襯板在水泥磨機(jī)中的使用壽命僅為一年，而在選礦濕磨條件下僅為六個(gè)月。
隨著我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展，水泥磨機(jī)日趨大型化、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其我國(guó)在“六五”期間引進(jìn)國(guó)外成套大型水泥設(shè)備建起了冀東、寧國(guó)、淮海、柳州四大水泥廠，迫切要求水泥磨機(jī)襯板與新型高鉻球相匹配，使用壽命要求達(dá)到五年以上，而高錳鋼襯板是不能勝任的。所以，我國(guó)須盡快研制適于大沖擊能量的合金鋼襯板及其制造方法，以滿足大型水泥磨機(jī)的使用要求。
從中國(guó)專利局檢索的國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家這一領(lǐng)域的技術(shù)專利文獻(xiàn)獲悉，目前國(guó)外還沒有關(guān)于大型球磨機(jī)襯板及其制造工藝的技術(shù)專利，例如(1)JP昭59-179762專利是涉及冷軋工具鋼的材料，其韌性和耐磨性都達(dá)不到襯板本身的要求，更不能作為大型磨機(jī)襯板的材料。
(2)JP昭52-101624專利是涉及滾動(dòng)疲勞壽命長(zhǎng)的鋼軌，其特征是抗磨性差，不適于鑄造高應(yīng)力磨料磨損條件下的襯板。
(3)JP昭55-85655專利是涉及塑料成形金屬模具用鋼，其特征是韌性和耐磨性都較差，不適于鑄造襯板。
(4)JP昭57-9855專利是涉及鋼砂的材料，其特征是韌性和耐磨性都較差，不適于鑄造襯板。
(5)JP昭60-138055專利是涉及鉆具接頭和鉆環(huán)用材料，其特征是抗磨性差，不適于鑄造襯板。
從上述對(duì)比文獻(xiàn)看出，本發(fā)明的產(chǎn)品及其制造方法具有新穎性和創(chuàng)造性。
本發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)性試驗(yàn)，發(fā)明了一種適合于大型水泥磨機(jī)的襯板及其制造方法，以結(jié)束高錳鋼襯板效率低的狀況。
本發(fā)明的主要目的是提供一種強(qiáng)韌性高耐磨大型球磨機(jī)襯板及其制造工藝。
本發(fā)明襯板的化學(xué)成分(重量%)如下C0.2-2.0 Si0.2-1.5 Mn0.3-2.0 P0.01-0.1S0.01-0.15 Cr0.5-15 Mo0.1-3.0 Cu0.1-2.0V0.1-1.0 Ti0.1-1.5 W0.1-1.0 RE0.01-0.2余量為Fe。
本發(fā)明襯板的材質(zhì)設(shè)計(jì)依據(jù)如下C碳主要是強(qiáng)化固溶體和提高碳化物數(shù)量，根據(jù)磨機(jī)倉(cāng)位的工作條件，滿足韌性與耐磨性的要求，控制C為2.0%以下。
Si硅是降低淬透性的元素，故不能超過1.5%。
Mn錳能提高淬透性，但不宜過高，以免出現(xiàn)殘余奧氏體，故限制在2.0%以下。
Cr鉻用來強(qiáng)化基體和碳化物，提高材質(zhì)的強(qiáng)度和耐磨性，故控制在15%以下。
Mo、V、Ti、W進(jìn)一步提高淬透性，強(qiáng)化基體，但不宜過高，以免增加碳化物數(shù)量，增加脆性。
Cu用來提高韌性，以Cu代Ni，須控制2.0%以下。
RE稀土主要用于凈化合金液，細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度和韌性，故控制在0.2%以下。
P、S磷、硫作為雜質(zhì)對(duì)待，主要是原材料中帶入，不進(jìn)行工藝控制。
本發(fā)明襯板的生產(chǎn)工藝為將生鐵、廢鋼、鐵合金按本發(fā)明的化學(xué)成分配料，經(jīng)電爐熔化，1550-1600℃出爐，1500-1550℃澆注到混合型(砂模+鐵模)成形，鑄出的襯板經(jīng)900-1000℃保溫2小時(shí)，高溫淬火，再經(jīng)200-250℃保溫4小時(shí)空冷回火處理后應(yīng)用。
在本發(fā)明襯板實(shí)體上取樣，進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下
1.金相組織馬氏體+共晶碳化物。
2.力學(xué)性能沖擊值(αk)10-31J/cm2硬度(HRc)50-55下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1用本發(fā)明的材料鑄成Φ1.83M水泥磨機(jī)襯板30塊，鑄Φ2.2M水泥磨機(jī)襯板120塊，使其化學(xué)成分(重量%)含C 0.85，Si 0.4，Mn 0.6，P 0.04，S 0.07，Cr 5.5，Mo 0.5，Cu 0.5，V 0.3，Ti 0.4，W 0.2，RE 0.02，余為Fe。
具體生產(chǎn)工藝如下將廢鋼、生鐵和鐵合金按上述成分配成每爐500Kg的重量，按廢鋼+生鐵+鐵合金的方式加入電爐內(nèi)升溫熔化，1600℃出爐，1550℃澆注到預(yù)先做好的襯板型腔(鐵模+砂模)內(nèi)成形。
將鑄出的襯板再經(jīng)1000℃保溫2小時(shí)，空冷，并經(jīng)250℃保溫4小時(shí)回火處理。
從襯扳實(shí)體上切取試塊，經(jīng)測(cè)試沖擊值為21-31J/cm2;硬度為51-52HRc;金相組織馬氏體+共晶碳化物。
實(shí)施例2用本發(fā)明的材料鑄成Φ3.0M水泥磨機(jī)襯板35塊，Φ1.5M選礦磨機(jī)襯板150塊，使其化學(xué)成分(重量%)含C 1.8，Si 1.2，Mn 1.5，P 0.02，S 0.07，Cr 13，Mo 2.0，Cu 1.0，V 0.5，Ti 0.7，W 0.5，RE 0.05，余為Fe。
具體生產(chǎn)工藝如下將生鐵、廢鋼和鐵合金按上述成分配成每爐250Kg的重量，按生鐵+廢鋼+鐵合金的方式加入電爐內(nèi)升溫熔化，1550℃出爐，1500℃澆注到預(yù)先做好的襯板型腔(鐵模+砂模)內(nèi)成形。
將鑄出的襯板再經(jīng)900℃保溫2小時(shí)，空冷，并經(jīng)200℃保溫4小時(shí)回火處理。
從襯扳實(shí)體上切取試塊，經(jīng)測(cè)試沖擊值為10-20J/cm2;硬度為52-55HRc;金相組織馬氏體+共晶碳化物。
將上述鑄出的襯扳分別裝在不同規(guī)格的水泥磨機(jī)中進(jìn)行實(shí)際工業(yè)試驗(yàn)，使用效果見表1。
表1
本發(fā)明襯板適用于水泥、選礦、電力、化工等行業(yè)各類大、中、小型球磨機(jī)，長(zhǎng)期使用不碎裂、不變形，表現(xiàn)出強(qiáng)韌性、高耐磨的優(yōu)良性能，是目前與高鉻球匹配的理想球磨機(jī)襯板。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)韌性高耐磨大型球磨機(jī)襯板，其特征在于所說的襯板化學(xué)成分(重量%)如下C0.2-2.0Si0.2-1.5 Mn0.3-2.0 P0.01-0.1S0.01-0.15 Cr0.5-15 Mo0.1-3.0 Cu0.1-2.0V0.1-1.0Ti0.1-1.5 W0.1-1.0 RE0.01-0.2余量為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯板，其特征在于所說的襯板化學(xué)成分(重量%)如下C 0.85，Si 0.4，Mn 0.6，P 0.04，S 0.07，Cr 5.5，Mo 0.5，Cu 0.5，V 0.3，Ti 0.4，W 0.2，RE 0.02，余為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯板，其特征在于所說的襯板化學(xué)成分(重量%)如下C 1.8，Si 1.2，Mn 1.5，P 0.02，S 0.07，Cr 13，Mo 2.0，Cu 1.0，V 0.5，Ti 0.7，W 0.5，RE 0.05，余為Fe。
4.一種強(qiáng)韌性高耐磨大型球磨機(jī)襯板的制造工藝，其特征在于將生鐵+廢鋼+鐵合金按一定化學(xué)成分配比以混合的方式加入爐內(nèi)，升溫熔化到1550-1600℃出爐，1500-1550℃澆注到砂模+鐵模的混合型中，鑄出的襯板經(jīng)900-1000℃保溫2小時(shí)，空氣淬火，再經(jīng)200-250℃保溫4小時(shí)空冷回火處理。
5.一種強(qiáng)韌性高耐磨襯板，其特征在于該襯板應(yīng)用于水泥、選礦、電力、化工等行業(yè)球磨機(jī)領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵基鑄造合金鋼襯板及其制造工藝方法，其特征在于襯板的化學(xué)成分(重量％)如下C0.2-2.0，Si0.2-1.5，Mn0.3-2.0，P0.01-0.1，S0.01-0.15，Cr0.5-15，Mo0.1-3.0，Cu0.1-2.0，V0.1-1.0，Ti0.1-1.5，W0.1-1.0，Re0.01-0.2。
文檔編號(hào)C22C38/38GK1059940SQ9110408
公開日1992年4月1日 申請(qǐng)日期1991年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月24日
發(fā)明者左貴平 申請(qǐng)人:河北工學(xué)院