一種礦山專用高鉻磨球及其二次變質(zhì)加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦山濕法磨專用高耐蝕合金鑄球，其球徑為40～140mm，按重量百分比由1.60%～2.50%的C、0.30%～1.00%的Si、0.20%～1.00%的Mn、12.00%～15.00%的Cr、0～0.05%的S、0～0.06%的P、0.05%～0.2%的Ni、0.2%～0.6%的Cu、0～0.10%的Mo、0～0.005%的B、0～0.020%的Ti、0～0.060%的V以及余量的Fe為原料，其中，Ti和B的重量比大于3，V和Ti的重量比大于2.8，通過特殊的二次變質(zhì)處理工藝加工而成。用本發(fā)明配方及加工工藝制得的高鉻磨球，具有良好的耐磨性、高硬度、高韌性及抗高沖擊性能的特點(diǎn)。
【專利說明】一種礦山專用高鉻磨球及其二次變質(zhì)加工工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦山濕法磨專用高耐蝕合金鑄球及其加工方法，更具體地，是一種礦山專用高鉻磨球及其二次變質(zhì)加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]磨損是工件失效的主要形式之一，磨損造成了能源和鋼鐵原材料的大量消耗。磨球是球磨機(jī)中最常用的研磨體，在使用中消耗最大，隨著工業(yè)的發(fā)展，磨機(jī)逐漸趨于大型化，普通配方以及采用傳統(tǒng)加工方法加工的磨球的耐磨性、硬度、韌性以及抗沖擊性能已不能滿足現(xiàn)有大型化磨機(jī)的要求，從而導(dǎo)致磨球的消耗大幅增長(zhǎng)。因此，不斷研究以提高磨球的性能，降低其單位損耗有著重大的經(jīng)濟(jì)意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明目的在于提供一種礦山濕法磨專用高耐蝕合金鑄球及其二次變質(zhì)加工工藝，通過采用獨(dú)特的配方及二次加工工藝，本發(fā)明制造的高鉻鑄球具有高耐磨、高硬度、高韌性以及抗高沖擊性能的特點(diǎn)，主要適合于礦山使用。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種礦山濕法磨專用高耐蝕合金鑄球，按重量百分比由以下組分配比而成:1.60% ~2.50% 的 C、0.30% ~1.00% 的 Si,0.20% ~1.00% 的 Mn、12.00% ~15.00% 的 Cr、O ~0.05% 的 S、0 ~0.06% 的 Ρ、0.05% ~0.2% 的 N1、0.2% ~0.6% 的 Cu、0 ~0.10% 的 Mo、O~0.005%的B、0~0.020%的T1、0~0.060%的V以及余量的Fe，其中，Ti和B的重量
比大于3，V和Ti的重量比大于2.8。
[0006]本發(fā)明的礦山濕法磨專用高耐蝕合金鑄球的二次變質(zhì)加工工藝，包括以下步驟:
[0007](I)對(duì)鋼鐵進(jìn)行成分檢測(cè)，選取C、P、S含量合格的優(yōu)質(zhì)鋼鐵為主料，再按權(quán)利要求1所述的比例加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎳、銅以及鑰鐵，送入熔煉爐中進(jìn)行升溫熔煉，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1480~1500°C時(shí)，取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，并控制各成分的重量百分比，當(dāng)溫度達(dá)到1540~1560°C時(shí)，依次進(jìn)行沉淀脫氧和終脫氧；
[0008](2)將步驟(1)中脫氧的鋼水冷卻至1520°C，向熔煉爐內(nèi)撒入集渣劑并扒凈爐內(nèi)渣后，按權(quán)利要求1所述重量比加入經(jīng)200°C烘烤過的硼鐵、鈦鐵和釩鐵，繼續(xù)熔煉3~5分鐘，完成爐內(nèi)一次變質(zhì)處理，經(jīng)終脫氧后出爐；
[0009](3)按重量百分比取工業(yè)硝酸鉀20%、經(jīng)150°C烘烤的稀土硅鐵合金75%、經(jīng)150°C烘烤的稀土鎂硅鐵合金5%混合均勻配制成二次變質(zhì)劑，其中所述稀土硅鐵合金和稀土鎂硅鐵合金的粒度為5~10mm，稀土硅鐵合金中稀土的重量百分比為20~22%，稀土鎂硅鐵合金中稀土的重量百分比為6~9%，鎂的重量百分比為6~8% ；
[0010](4)用步驟(3)中所得的二次變質(zhì)劑對(duì)步驟(2)中經(jīng)一次變質(zhì)處理后的鐵水用包內(nèi)沖入法進(jìn)行二次變質(zhì)處理，其中，所述二次變質(zhì)劑與鐵水的重量比為0.3~0.5:100 ;
[0011](5)向經(jīng)二次變質(zhì)處理的鐵水中加入集渣劑并扒凈包內(nèi)渣子，隨后再撒入一層集渣劑，降溫至1480~1500°C后進(jìn)行澆注，得到鑄件；
[0012](6)將鑄件升溫至960~980°C，進(jìn)行高溫油淬，在420~480°C下回火，其中，所述高溫淬火的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫I小時(shí)，所述回火的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫
1.5~2小時(shí)，得到成品。
[0013]所述高溫淬火選自油淬。
[0014]本發(fā)明采用特定的成分配方，嚴(yán)格控制鈦、硼、釩之間的重量比，通過二次用不同變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，一次在爐內(nèi)，一次在包內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了所得高鉻磨球的高耐磨、高硬度、高韌性以及抗高沖擊性能的目的，從而延長(zhǎng)了磨球的使用壽命，節(jié)約了能耗以及原材料的消耗，降低了運(yùn)營成本。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下通過【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步描述本發(fā)明，由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明也可通過其它的不脫離本發(fā)明技術(shù)特征的方案來描述，因此所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]按照如下方法制備礦山濕法磨專用高耐蝕合金鑄球:
[0018](1)對(duì)100公斤優(yōu)質(zhì)鋼鐵進(jìn)行成分檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，其C、S、P的含量均在要求的范圍之內(nèi)，含有的其他元素的種類符合要求，且含量均未超標(biāo)，在合格的優(yōu)質(zhì)鋼鐵中加入0.7公斤硅含量為70%的硅鐵、0.8公斤錳含量為60%的錳鐵、23.5公斤鉻含量為58%的鉻鐵、0.2公斤鎳含量為80%的鎳礦、0.4公斤的純銅以及0.021公斤鑰含量為55%的鑰鐵，送入熔煉爐中進(jìn)行升溫熔煉，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1480°C時(shí)，取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，C:2.13%、S1:0.47%、Mn:0.48%、Cr:12.86%、P:0.029%、S:0.023%、N1:0.14%、Cu:0.36%、Mo:0.048、B:0.0019%、Ti:0.010%、V:0.027%,并控制各成分的重量百分比，當(dāng)溫度達(dá)到1550°C時(shí)，依次進(jìn)行沉淀脫氧和終脫氧；
[0019](2)將步驟⑴中脫氧的鋼水冷卻至1520°C，向熔煉爐內(nèi)撒入500克集渣劑并扒凈爐內(nèi)渣后，加入0.021公斤經(jīng)200°C烘烤過的硼含量為18%的硼鐵、0.065公斤經(jīng)200°C烘烤過的鈦含量為30%的鈦鐵和0.017公斤經(jīng)200°C烘烤過的釩含量為50%的釩鐵，繼續(xù)熔煉3分鐘，完成爐內(nèi)一次變質(zhì)處理，經(jīng)終脫氧后出爐；
[0020](3)取130克工業(yè)硝酸鉀、487.5克經(jīng)150°C烘烤的稀土硅鐵合金、32.5克經(jīng)150°C烘烤的稀土鎂硅鐵合金混合均勻配制成二次變質(zhì)劑，其中所述稀土硅鐵合金和稀土鎂硅鐵合金的粒度為8mm，稀土硅鐵合金中稀土的重量百分比為21%，稀土鎂硅鐵合金中稀土的重量百分比為8%，鎂的重量百分比為7% ；
[0021](4)用步驟(3)中所得的二次變質(zhì)劑對(duì)步驟(2)中經(jīng)一次變質(zhì)處理后的鐵水用包內(nèi)沖入法進(jìn)行二次變質(zhì)處理，其中，所述二次變質(zhì)劑與鐵水的重量比為1:200 ;
[0022](5)向經(jīng)二次變質(zhì)處理的鐵水中加入100克集渣劑并扒凈包內(nèi)渣子，隨后再撒入50克集渣劑，降溫至1500°C后分別在規(guī)格為Φ40-Φ 150的模具內(nèi)進(jìn)行澆注，得到相應(yīng)規(guī)格的鑄件；
[0023](6)將鑄件升溫至980°C，進(jìn)行高溫油淬，在460°C下回火，其中，所述高溫淬火的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫I小時(shí)，所述回火的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫2，得到相應(yīng)規(guī)格的成品。
[0024]性能測(cè)試
[0025]1、硬度測(cè)試
[0026]硬度測(cè)試方法:
[0027](I)將絲杠頂面及工作臺(tái)上下端面擦凈，將工作臺(tái)置于絲杠臺(tái)上；
[0028](2)將試件支撐面擦凈置于工作臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)手輪使工作臺(tái)緩慢上升并頂起壓頭，至小指針指向紅點(diǎn)，大指針旋轉(zhuǎn)3圈垂直向上為止；
[0029](3)旋轉(zhuǎn)指示器外殼，使C、B之間長(zhǎng)刻線與大指針對(duì)正；
[0030](4)拉動(dòng)加荷手柄,施加主試驗(yàn)力,指示器的大指針按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0031](5)當(dāng)指示針轉(zhuǎn)動(dòng)停止下來后，即可將卸荷手柄推回，卸除主試驗(yàn)力；
[0032](6)從指示器上相應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù)；
[0033](7)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使試件下降，再移動(dòng)試件。按以上(2)-(6)步驟進(jìn)行新的試驗(yàn)；
[0034](8)試驗(yàn)結(jié)束后用防塵罩將機(jī)器蓋好。
[0035]測(cè)試結(jié)果如表一所 不。
[0036]表一:
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種礦山濕法磨專用高耐蝕合金鑄球，球徑為40~150mm,其特征在于,按重量百分比由以下組分配比而成:1.60%~2.50%的C、0.30%~1.00%的Si,0.20%~1.00%的Mn、12.00% ~15.00% 的 Cr、0 ~0.05% 的 S、O ~0.06% 的 P、0.05% ~0.2% 的 N1、0.2% ~0.6%的Cu、0~0.10%的Mo、0~0.005%的B、0~0.020%的T1、0~0.060%的V以及余量的Fe，其中，Ti和B的重量比大于3，V和Ti的重量比大于2.8。
2.—種加工權(quán)利要求1所述的礦山專用超大高鉻磨球的二次變質(zhì)加工工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)對(duì)鋼鐵進(jìn)行成分檢測(cè)，選取C、P、S含量合格的優(yōu)質(zhì)鋼鐵為主料，再按權(quán)利要求1所述的比例加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎳、銅以及鑰鐵，送入熔煉爐中進(jìn)行升溫熔煉，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1480~1500°C時(shí)，取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，并控制各成分的重量百分比，當(dāng)溫度達(dá)到1540~1560°C時(shí)，依次進(jìn)行沉淀脫氧和終脫氧； (2)將步驟⑴中脫氧的鋼水冷卻至1510~1520°C，向熔煉爐內(nèi)撒入集渣劑并扒凈爐內(nèi)渣后，按權(quán)利要求1所述重量比加入經(jīng)200°C烘烤過的硼鐵、鈦鐵和釩鐵，繼續(xù)熔煉3~5分鐘，完成爐內(nèi)一次變質(zhì)處理，經(jīng)終脫氧后出爐； (3)按重量百分比取工業(yè)硝酸鉀20%、經(jīng)150°C烘烤的稀土硅鐵合金75%、經(jīng)150°C烘烤的稀土鎂硅鐵合金5%混合均勻配制成二次變質(zhì)劑，其中所述稀土硅鐵合金和稀土鎂硅鐵合金的粒度為5~10mm，稀土硅鐵合金中稀土的重量百分比為20~22%，稀土鎂硅鐵合金中稀土的重量百分比為6~9%，鎂的重量百分比為6~8% ； (4)用步驟(3)中所得的二次變質(zhì)劑對(duì)步驟(2)中經(jīng)一次變質(zhì)處理后的鐵水用包內(nèi)沖入法進(jìn)行二次變質(zhì)處理，其中，所述二次變質(zhì)劑與鐵水的重量比為0.3~0.5:100 ; (5)向經(jīng)二次變質(zhì)處理的鐵水中加入集渣劑并扒凈包內(nèi)渣子，隨后再撒入一層集渣劑，降溫至1480~1500°C后進(jìn)行澆注，得到鑄件； (6)將鑄件升溫至960~980°C，進(jìn)行高溫淬火，在420~480°C下回火，其中，所述高溫淬火的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫I小時(shí)，所述回火的保溫時(shí)間為每25mm壁厚保溫1.5~2小時(shí)，得到成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次變質(zhì)加工工藝，其特征在于，所述高溫淬火選自油淬。
【文檔編號(hào)】B22D1/00GK103667866SQ201310577827
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月16日
【發(fā)明者】汪德發(fā), 湯新明, 徐超, 翟建 申請(qǐng)人:寧國市開源電力耐磨材料有限公司