一種中鉻多元合金鑄球材料及其制備方法
【專利摘要】一種中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2.5-2.7、硅0.7-0.9、錳2.4-2.6、鉻3.2-3.5、鉬1.2-1.5、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.06、P≤0.07、S≤0.07、余量為鐵。本發(fā)明合金鑄球與現(xiàn)有合金鑄球相比，添加了Sb、鉬和Sc，使得合金具有硬度高、耐磨、耐高溫的特性，同時韌性較好，耐沖擊性好，適合大型球磨機(jī)使用；減少了鉻的用量，材料成本沒有升高，但機(jī)械性能明顯提高；本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種中鉻多元合金鑄球材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造磨球材料領(lǐng)域，尤其涉及一種中鉻多元合金鑄球材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，鑄造磨球被廣泛應(yīng)用在水泥建材、陶瓷、礦山冶選、電廠磨煤、氧化鋁等行業(yè)。要求磨球具有硬度高、耐研磨、不破碎、不失圓、磨機(jī)綜合效率高等良好的物理機(jī)械性能。目前磨球的種類主要有中錳球磨鑄鐵磨球、低碳白口鑄鐵磨球，以及高鉻鑄鐵磨球等。高鉻鑄鐵磨球性能優(yōu)良，表面硬度和體積硬度較高，但沖擊韌性較低，隨著鉻的價格走高，高鉻鑄鐵磨球的價格也一路走高；低鉻磨球的表面硬度和體積硬度較低，使用壽命短；中錳球磨鑄鐵磨球不耐腐蝕，原始硬度低，易破碎。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)還存在很多不足，需要根據(jù)生產(chǎn)情況不同，研究兼具高硬度、高沖擊韌性、低破碎率、低磨耗和低成本的性價比高的磨球。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種中鉻多元合金鑄球材料及其制備方法，該磨球材料具有硬度高、耐磨、耐高溫的特性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種中鉻多元合金鑄球材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 2.5-2.7、硅 0.7-0.9、錳 2.4-2.6、鉻 3.2-3.5、鑰 1.2-1.5、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.06、P≤0.07、S < 0.07、余量為鐵。
[0005]所述的中鉻多元合金鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1-1.5比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)硅、Sb;(2)錳Sc ;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180-200°C /小時速率升溫至750_760°C，再以保溫50-70分鐘，再以220-230°C /小時速率升溫至930_940°C，保溫3_4小時；再以150-160°C /小時速率降溫至500-51 (TC，保溫40-50分鐘，再以150_160°C /小時速率降溫至230-250°C，保溫2-3小時；再以80_90°C /小時速率升溫至360_380°C，保溫50-60分鐘，再以80-90°C /小時速率升溫至510-520°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉12-15、二氧化硅4-5、白云石3-5,Na2TiF6 8-10,乙烯基三乙氧基硅烷2_3、納米三氧化二鋁1_2、苦菱土 4_8、粘土 30-35、氟硅酸鈉3-4、鈦白粉2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1_2 ;其制備方法粘土放入煅燒爐中在1200-1240°C下煅燒3-4小時，取出粉碎，加入12-15%的鹽酸水溶液中浸泡1_2小時，過濾，再用清水洗滌，烘干，與乙烯基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉體；將其它剩余成分混合，加熱至1600-2300°C，攪動45-60分鐘后，倒入冷水中，冷卻后，用清水洗滌，過濾、烘干，粉碎成100-150目粉末，與前述所得的粉體混合均勻，即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明合金鑄球與現(xiàn)有合金鑄球相比，添加了 Sb、鑰和Sc，使得合金具有硬度高、耐磨、耐高溫的特性，同時韌性較好,耐沖擊性好,適合大型球磨機(jī)使用；減少了鉻的用量,材料成本沒有升高，但機(jī)械性能明顯提高；本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種中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
2.5-2.7、硅 0.7-0.9、錳 2.4-2.6、鉻 3.2-3.5、鑰 1.2-1.5、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.06、P≤0.07、S < 0.07、余量為鐵。
[0010]所述的中鉻多元合金鑄球材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1.3比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)硅、Sb;(2)錳Sc ;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以190°C /小時速率升溫至755°C，再以保溫60分鐘，再以225°C /小時速率升溫至935°C，保溫3.5小時；再以155°C /小時速率降溫至505°C，保溫45分鐘，再以155°C /小時速率降溫至240°C，保溫2.5小時；再以85°C /小時速率升溫至370°C，保溫55分鐘，再以85°C /小時速率升溫至515°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉12、二氧化硅5、白云石3、Na2TiF6 8、乙烯基三乙氧基硅烷2、納米三氧化二鋁2、苦菱土 4、粘土 30、氟硅酸鈉3、鈦白粉2、瑩石8、玉石粉4、蒙脫石I ;其制備方法粘土放入煅燒爐中在1200-1240°C下煅燒3-4小時，取出粉碎，加入12-15%的鹽酸水溶液中浸泡1-2小時，過濾，再用清水洗滌，烘干，與乙烯基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉體；將其它剩余成分混合，加熱至1600-2300°C，攪動45-60分鐘后，倒入冷水中，冷卻后，用清水洗滌，過濾、烘干，粉碎成100-150目粉末，與前述 所得的粉體混合均勻，即得。
[0013]本發(fā)明中鉻多元合金鑄球材料的機(jī)械性能為:沖擊韌性(J/CM2) ^ 2.7、硬度(HRC)≥67、球體沖擊疲勞壽命(次)≥12000、破碎率(%) ( 0.7、球耗(G/噸礦)(124。
【權(quán)利要求】
1.一種中鉻多元合金鑄球材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 2.5-2.7、硅 0.7-0.9、錳 2.4-2.6、鉻 3.2-3.5、鑰 1.2-1.5、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.06、P ≤ 0.07、S ≤0.07、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中鉻多元合金鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1-1.5比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)硅、Sb;(2)錳Sc ;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中鉻多元合金鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180-200°C /小時速率升溫至750-760°C，再以保溫50-70分鐘，再以220-230°C /小時速率升溫至930-940°C，保溫3_4小時；再以150_160°C /小時速率降溫至500-510°C，保溫40-50分鐘，再以150_160°C /小時速率降溫至230_250°C，保溫2_3小時；再以80-90°C /小時速率升溫至360-380°C，保溫50-60分鐘，再以80_90°C /小時速率升溫至510-520°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中鉻多元合金鑄球材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉12-15、二氧化硅4-5、白云石3-5、Na2TiF6 8-10,乙烯基二乙氧基硅烷2-3、納米二氧化二招1_2、苦菱土 4-8、粘土 30-35、氣娃酸納3-4、欽白粉2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;其制備方法粘土放入煅燒爐中在1200_1240°C下煅燒3-4小時，取出粉碎，加入12-15%的鹽酸水溶液中浸泡1-2小時，過濾，再用清水洗滌，烘干，與乙烯 基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉體；將其它剩余成分混合，加熱至1600-2300°C，攪動45-60分鐘后，倒入冷水中，冷卻后，用清水洗滌，過濾、烘干，粉碎成100-150目粉末，與前述所得的粉體混合均勻，即得。
【文檔編號】C22C33/08GK103757522SQ201310677155
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】韋中祥 申請人:蕪湖金鷹機(jī)械科技開發(fā)有限公司