一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，涉及耐磨技术领域，包括以下步骤：在电炉内将原料加热熔化成铁水，调整铁水的化学组成及各元素的质量分数为：C 0.75‑1.25％、Si 2.35‑3.20％、Cr 10.60‑13.84％、Mn 4.36‑6.17％、Nb 0.23‑0.45％、V 0.04‑0.08％、Mo 0.06‑0.11％、Sc 0.02‑0.05％、P≤0.015％、S≤0.015％，经过球化和孕育处理后的铁水扒渣，经过变质处理后，将铁水浇注成铸件，铸件毛坯经过清砂、去浇冒口和飞边、毛刺处理后再经过热处理即可得到所述高铬中锰高韧性耐磨球，本发明专利技术具有工艺简单，制造成本低，易于实现工业化生产，制备的耐磨球力学性能优异，耐磨、耐热、耐腐蚀性好。

【技术实现步骤摘要】
一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法
本专利技术涉及耐磨
，具体涉及一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法。
技术介绍
球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。这种类型的磨矿机是在其筒体内装入一定数量的钢球作为研磨介质。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业。磨损材料一般在相对应的工况条件下使用，由于使用环境的不同对其性能要求也不同。在干磨的条件下，耐磨材料的失效形式主要是磨料磨损引起的材料磨损、宏观断裂和磨损面变形，由此提出对耐磨材料的基本性能要求：(1)高的硬度，高硬度的基体可以抵抗磨粒对基体的微观切削作用，在一定程度上体现了材料的耐磨性；(2)较高的塑韧性、应变疲劳抗力、脆断抗力和剥层疲劳抗力，高的塑韧性可以减少或者抑制裂纹的萌生和扩展，特别是在高冲击作用的工况下具有优异的抗断裂破坏能力；(3)高的淬透性材料的淬透性高才能保证在大尺寸条件下材料整体组织均匀、性能稳定，耐磨性得予保证。耐磨球作为球磨机中的磨砂介质，既要有高的耐磨性、硬度又要有好的韧性。但是，现存的耐磨球在耐热性、耐磨性、硬度和韧性方面性能欠佳，不能满足现在社会的要求。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，具有工艺简单，制造成本低，易于实现工业化生产，制备的耐磨球力学性能优异，耐磨、耐热、耐腐蚀性好。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，包括以下步骤：(1)在电炉内将原料加热熔化成铁水，调整铁水的化学组成及各元素的质量分数为：C0.75-1.25％、Si2.35-3.20％、Cr10.60-13.84％、Mn4.36-6.17％、Nb0.23-0.45％、V0.04-0.08％、Mo0.06-0.11％、Sc0.02-0.05％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为铁和其他不可避免的杂质，当铁水温度升至1550-1570℃时，将铁水出炉至球化包，将球化剂分成两份，一份为A，另一份为B，A占所述球化剂总质量的30％，B占所述球化剂总质量的70％，将孕育剂分成两份，一份为C，另一份为D，C占所述孕育剂总质量的45％，D占所述孕育剂总质量的55％，将A与C预混合后放入球化包内的凹槽内并在上面加盖低碳薄钢板，铁水出炉时D以随流方式加入，对铁水进行随流孕育处理，铁水加入完全后再将B加入到球化包内；(2)对经过球化和孕育处理后的铁水扒渣，将铁水温度降至1410-1425℃倒入浇注包内，预先在浇注包底部加入变质剂，所述变质剂占所述铁水总质量的0.08-0.25％，所述变质剂为钇基重稀土硅铁合金、镁铝合金和钒钛合金的混合物，将铁水温度降至1360-1390℃时，将铁水浇注成铸件，铸件毛坯经过清砂、去浇冒口和飞边、毛刺处理后再经过热处理即可得到所述高铬中锰高韧性耐磨球。优选地，所述球化剂为稀土硅镁球化剂和镍镁球化剂的混合物，稀土硅镁球化剂和镍镁球化剂的质量比为1:3。优选地，所述球化剂的用量占所述铁水总重量的0.4-0.8％。优选地，所述孕育剂为稀土硅铁孕育剂和含钡硅铁孕育剂的混合物，所述稀土硅铁孕育剂和所述含钡硅铁孕育剂的比例为1:5。优选地，所述孕育剂的用量占所述铁水总重量的0.33-0.46％。优选地，所述含钡硅铁中钡含量为3-7％。优选地，所述钇基重稀土硅铁合金、镁铝合金和钒钛合金的重量比为2:3:5。优选地，先升温至780-850℃，保温1h后，再升温至940-1030℃，保温1.5h后，空冷至室温，再升温至550-650℃，保温0.5h后空冷出炉。(三)有益效果本专利技术提供了一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，具有以下有益效果：(1)工艺简单，不需要高压和额外的惰性气体保护，易于实现工业化生产。(2)采用本专利技术的球化剂和孕育剂以及加入方式，可以减少球化剂和孕育剂的用量，减少生产成本，而且得到的耐磨球的机械性能、耐磨性也有所提高。(3)本专利技术耐磨球硬度高、力学性能优异，耐磨、耐热、耐腐蚀性好，使用寿命长。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，包括以下步骤：(1)在电炉内将原料加热熔化成铁水，调整铁水的化学组成及各元素的质量分数为：C1.15％、Si2.83％、Cr12.54％、Mn5.68％、Nb0.32％、V0.05％、Mo0.08％、Sc0.03％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为铁和其他不可避免的杂质，当铁水温度升至1550-1570℃时，将铁水出炉至球化包，将球化剂分成两份，一份为A，另一份为B，A占球化剂总质量的30％，B占球化剂总质量的70％，将孕育剂分成两份，一份为C，另一份为D，C占孕育剂总质量的45％，D占孕育剂总质量的55％，将A与C预混合后放入球化包内的凹槽内并在上面加盖低碳薄钢板，铁水出炉时D以随流方式加入，对铁水进行随流孕育处理，铁水加入完全后再将B加入到球化包内；(2)对经过球化和孕育处理后的铁水扒渣，将铁水温度降至1415℃倒入浇注包内，预先在浇注包底部加入变质剂，变质剂占铁水总质量的0.17％，变质剂为钇基重稀土硅铁合金、镁铝合金和钒钛合金的混合物，钇基重稀土硅铁合金、镁铝合金和钒钛合金的重量比为2:3:5，将铁水温度降至1380℃时，将铁水浇注成铸件，铸件毛坯经过清砂、去浇冒口和飞边、毛刺处理后再经过热处理即可得到高铬中锰高韧性耐磨球。其中，球化剂为稀土硅镁球化剂和镍镁球化剂的混合物，稀土硅镁球化剂和镍镁球化剂的质量比为1:3，球化剂的用量占铁水总重量的0.52％。其中，孕育剂为稀土硅铁孕育剂和含钡硅铁孕育剂的混合物，稀土硅铁孕育剂和含钡硅铁孕育剂的比例为1:5，孕育剂的用量占铁水总重量的0.38％，含钡硅铁中钡含量为3％。其中，热处理工艺为：先升温至820℃，保温1h后，再升温至990℃，保温1.5h后，保温1.5h后，空冷至室温，再升温至600℃，保温0.5h后空冷出炉。实施例2：一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，包括以下步骤：(1)在电炉内将原料加热熔化成铁水，调整铁水的化学组成及各元素的质量分数为：C0.88％、Si3.00％、Cr11.15％、Mn4.86％、Nb0.32％、V0.06％、Mo0.10％、Sc0.04％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为铁和其他不可避免的杂质，当铁水温度升至1550-1570℃时，将铁水出炉至球化包，将球化剂分成两份，一份为A，另一份为B，A占球化剂总质量的30％，B占球化剂总质量的70％，将孕育剂分成两份，一份为C，另一份为D，C占孕育剂总质量的45％，D占孕育剂总质量的55％，将A与C预混合后放入球化包内的凹槽内并在上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在电炉内将原料加热熔化成铁水，调整铁水的化学组成及各元素的质量分数为：C 0.75‑1.25％、Si 2.35‑3.20％、Cr 10.60‑13.84％、Mn 4.36‑6.17％、Nb 0.23‑0.45％、V 0.04‑0.08％、Mo 0.06‑0.11％、Sc 0.02‑0.05％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为铁和其他不可避免的杂质，当铁水温度升至1550‑1570℃时，将铁水出炉至球化包，将球化剂分成两份，一份为A，另一份为B，A占所述球化剂总质量的30％，B占所述球化剂总质量的70％，将孕育剂分成两份，一份为C，另一份为D，C占所述孕育剂总质量的45％，D占所述孕育剂总质量的55％，将A与C预混合后放入球化包内的凹槽内并在上面加盖低碳薄钢板，铁水出炉时D以随流方式加入，对铁水进行随流孕育处理，铁水加入完全后再将B加入到球化包内；(2)对经过球化和孕育处理后的铁水扒渣，将铁水温度降至1410‑1425℃倒入浇注包内，预先在浇注包底部加入变质剂，所述变质剂占所述铁水总质量的0.08‑0.25％，所述变质剂为钇基重稀土硅铁合金、镁铝合金和钒钛合金的混合物，将铁水温度降至1360‑1390℃时，将铁水浇注成铸件，铸件毛坯经过清砂、去浇冒口和飞边、毛刺处理后再经过热处理即可得到所述高铬中锰高韧性耐磨球。...

【技术特征摘要】
1.一种高铬中锰高韧性耐磨球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在电炉内将原料加热熔化成铁水，调整铁水的化学组成及各元素的质量分数为：C0.75-1.25％、Si2.35-3.20％、Cr10.60-13.84％、Mn4.36-6.17％、Nb0.23-0.45％、V0.04-0.08％、Mo0.06-0.11％、Sc0.02-0.05％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为铁和其他不可避免的杂质，当铁水温度升至1550-1570℃时，将铁水出炉至球化包，将球化剂分成两份，一份为A，另一份为B，A占所述球化剂总质量的30％，B占所述球化剂总质量的70％，将孕育剂分成两份，一份为C，另一份为D，C占所述孕育剂总质量的45％，D占所述孕育剂总质量的55％，将A与C预混合后放入球化包内的凹槽内并在上面加盖低碳薄钢板，铁水出炉时D以随流方式加入，对铁水进行随流孕育处理，铁水加入完全后再将B加入到球化包内；(2)对经过球化和孕育处理后的铁水扒渣，将铁水温度降至1410-1425℃倒入浇注包内，预先在浇注包底部加入变质剂，所述变质剂占所述铁水总质量的0.08-0.25％，所述变质剂为钇基重稀土硅铁合金、镁铝合金和钒钛合金的混合物，将铁水温度降至1360-1390℃时，将铁水浇注成铸件，铸件毛坯经...

【专利技术属性】
技术研发人员：李根有，李骏，
申请(专利权)人：宁国市正兴耐磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34