一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺，涉及耐磨材料技术领域，具体工艺如下：1）将硼酸、石墨以及石油焦混匀后加入多孔碳化硅以及蒸馏水，模压成样坯，经高温煅烧得到碳化硅复合粉末；2）将铝青铜溶化后加入预热的碳化硅复合粉末，充分混合后维持温度为950‑980℃；3）将原料融化加入碳化硅复合粉末，充分混合后浇筑到模具中成型，待温度降至900‑950℃，将步骤2）中的铝青铜液浇铸到钢球表面，加压复合凝固成型，得到钢球胚体；4）钢球胚体热处理后经水淬淬火，再经回火处理即可。本发明专利技术提供的耐磨钢球加工工艺，使得钢球具有较高硬度的同时，抗冲击形变能力得到增强，有效的提高了耐磨钢球的质量，延长使用寿命。

A processing technology for improving the impact deformation resistance of wear-resistant steel ball

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺
本专利技术属于耐磨材料
，具体涉及一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺。
技术介绍
耐磨钢球是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料。耐磨钢球是粉碎工业的第一大耐磨材料消耗件，每年国内的选矿行业以及水泥工业都需要消耗大量各种材质的钢球，耐磨钢球作为球磨机重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用，其广泛用于水泥厂、发电厂等。球磨机用耐磨钢球在运转过程中，工作条件十分复杂，当运动件高速运转时，钢球与其支撑装置之间主要以点或线相接触，承受着集中的周期性的交变载荷，其应力变化可由零到最大，再由最大到零，接触面积越小，承受的应力就越大，同时钢球还要承受由于离心力引起的负荷以及与其支撑装置之间产生的弹性变形，因此对耐磨钢球的抗冲击变形性能有着较高的要求。目前耐磨钢球主要是铬系合金和锰系合金，如高铬钢球、低铬钢球、多元合金钢球和钒钛合金钢球等，在使用过程中，存在着易发生形变的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺，具体制备方法如下：1）将一定量的硼酸、石墨以及石油焦按照重量比为70-80:10-13:8-12，混匀后形成混合粉，然后加入混合粉重量2-5%的多孔碳化硅粉末以及混合粉重量5-8%的蒸馏水，搅拌均匀后在20-25MPa压力下模压成样坯，在80-90℃下干燥10-15h，然后在1700-1800℃空气气氛中煅烧40-70min，自然冷却至室温后取出，得到碳化硅复合粉末；利用碳化硅的多孔结构为碳化硼晶粒的生长提供生长位点，使得碳化硼晶粒在碳化硅孔隙中生长形成规则的晶粒结构，从而形成微凸体结构复合物，在可以钢球中起到承载作用，限制了钢球在高温作用下的塑性变形，从而可以防止钢球在热处理过程以及使用过程中产生变形开裂；2）用无水乙醇将碳化硅复合粉末在400-600W下超声清洗10-20min，再用去离子水超声清洗10-15min，然后放入100-120℃干燥箱中烘干备用，使用中频感应电炉，在1000-1100℃下将材质为QA110-4-4的铝青铜圆棒溶化，将溶化后的铝青铜打渣、精炼，然后按照铝青铜液重量的5-8%，将备用的碳化硅复合粉末预热至400-500℃，迅速放入铝青铜液中充分混合，并维持铝青铜液温度为950-980℃；通过将碳化硅复合物加入到熔融的铝青铜水中，经过后续的加压处理，使得铝青铜液可以均匀的渗透进碳化硅中，形成碳化硅/铝青铜连续相复合物，通过将铝青铜液渗入碳化硅中，可以对铝青铜在高温下的膨胀起到制约作用，而且由于碳化硅复合物的孔隙是相连通的，使得铝青铜液形成连续填充，从而对铝青铜的膨胀制约性增强，可以有效的降低钢球在运转过程中，摩擦产生的高温造成钢球表面的变形；3）将重量百分比为C1.3-1.6%、Si0.2-0.4%、Mn1.2-1.5%、Cr2.7-3.2%、Mo0.2-0.3%、Ti0.21-0.26%、Zr0.25-0.29%、Nb0.03-0.07%、Ta0.02-0.03%、B0.03-0.04%、P≤0.03%、S≤0.03%、其余为Fe和不可避免的杂质的原料放入真空感应炉中，升温至1460-1530℃，待完全融化后形成钢水，扒渣后按照钢水总重量的0.6-1.3%，加入碳化硅复合粉末，充分混合后将形成的钢水在1380-1420℃下浇筑到模具中成型，待温度降至900-950℃，按照钢球重量的1-1.5%，将步骤2）中的铝青铜液浇铸到钢球表面，在25-35MPa下加压复合凝固成型，待合金溶体凝固后开模，取出空冷至室温，得到钢球胚体；通过将铝青铜液加注到钢球表面，进行加压复合凝固成型，有利于钢球表面的铝青铜液渗入碳化硅复合物中，同时铝青铜液还可以填充钢球成型过程中形成的少量孔隙，起到平滑钢球表面的作用；通过在钢球表面形成含有碳化硅复合物/铝青铜连续相复合物的复合层，复合层中的碳化硅复合物骨架一方面可以增强其对应力的承受作用，同时可以使钢球运转时产生的热量的传递和扩散减缓，从而使得钢球能够抵抗热冲击而不发生损坏，从而提高钢球的抗冲击形变能力；4）钢球胚体放入电炉中，以2.5-4.5℃/min的升温速度，升温至600-640℃，保温1-1.5h，再升温至830-870℃，保温2-3h，经水淬淬火，冷却至室温，再升温至220-260℃进行回火处理，保温2-3h，冷却至室温即可。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术提供的耐磨钢球加工工艺，通过将微凸体结构的碳化硅复合物加入到钢水原料中，在可以钢球中起到承载作用，限制了钢球在高温作用下的塑性变形，从而可以防止钢球在热处理过程中产生变形开裂，并且在钢球的凝固成型过程中，将含有碳化硅复合物的铝青铜液浇铸在钢球表面，通过加压复合成型，使得铝青铜液均匀渗入碳化硅复合物孔隙中的同时，使得碳化硅复合物也渗透进钢球表层，从而在钢球表面形成了含有碳化硅复合物/铝青铜连续相复合物的复合层，复合层中的碳化硅复合物骨架一方面可以增强其对应力的承受作用，同时可以使钢球运转时产生的热量的传递和扩散减缓，从而使得钢球能够抵抗热冲击而不发生损坏，从而提高钢球的抗冲击形变能力，有效的提高了耐磨钢球的质量，延长使用寿命。具体实施方式下面结合具体实施方法对本专利技术做进一步的说明。实施例1一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺，具体制备方法如下：1）将一定量的硼酸、石墨以及石油焦按照重量比为70:10:8，混匀后形成混合粉，然后加入混合粉重量2%的多孔碳化硅粉末以及混合粉重量5%的蒸馏水，搅拌均匀后在20MPa压力下模压成样坯，在80℃下干燥10h，然后在1700℃空气气氛中煅烧40min，自然冷却至室温后取出，得到碳化硅复合粉末；2）用无水乙醇将碳化硅复合粉末在400W下超声清洗10min，再用去离子水超声清洗10min，然后放入100℃干燥箱中烘干备用，使用中频感应电炉，在1000℃下将材质为QA110-4-4的铝青铜圆棒溶化，将溶化后的铝青铜打渣、精炼，然后按照铝青铜液重量的5%，将备用的碳化硅复合粉末预热至400℃，迅速放入铝青铜液中充分混合，并维持铝青铜液温度为950℃；3）将重量百分比为C1.3%、Si0.2%、Mn1.2%、Cr2.7%、Mo0.2%、Ti0.21%、Zr0.25%、Nb0.03%、Ta0.02%、B0.03%、P≤0.03%、S≤0.03%、其余为Fe和不可避免的杂质的原料放入真空感应炉中，升温至1460℃，待完全融化后形成钢水，扒渣后按照钢水总重量的0.6%，加入碳化硅复合粉末，充分混合后将形成的钢水在1380℃下浇筑到模具中成型，待温度降至900℃，按照钢球重量的1%，将步骤2）中的铝青铜液浇铸到钢球表面，在25MPa下加压复合凝固成型，待合金溶体凝固后开模，取出空冷至室温，得到钢球胚体；4）钢球胚体放入电炉中，以2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺，其特征在于，具体制备方法如下：/n1）将一定量的硼酸、石墨以及石油焦混匀后形成混合粉，然后加入适量的多孔碳化硅粉末以及一定量的蒸馏水，搅拌均匀后模压成样坯，干燥后在1700-1800℃空气气氛中煅烧40-70min，自然冷却至室温后取出，得到碳化硅复合粉末；/n2）用无水乙醇将碳化硅复合粉末进行超声清洗10-20min，再用去离子水超声清洗10-15min，然后放入100-120℃干燥箱中烘干备用，使用中频感应电炉，在1000-1100℃下将铝青铜溶化，将溶化后的铝青铜打渣、精炼，然后将备用的碳化硅复合粉末预热至400-500℃，迅速放入铝青铜液中充分混合，并维持铝青铜液温度为950-980℃；/n3）将一定重量百分比的原料放入真空感应炉中，升温至1460-1530℃，待完全融化后扒渣，然后加入少量的碳化硅复合粉末，充分混合后将形成的钢水浇筑到模具中成型，待温度降至900-950℃，将步骤2）中的铝青铜液浇铸到钢球表面，在25-35MPa下加压复合凝固成型，待合金溶体凝固后开模，取出空冷至室温，得到钢球胚体；/n4）钢球胚体放入电炉中，升温至600-640℃，保温1-1.5h，再升温至830-870℃，保温2-3h，经水淬淬火，冷却至室温，再升温至220-260℃进行回火处理，保温2-3h，冷却至室温即可。/n...

【技术特征摘要】
1.一种耐磨钢球抗冲击形变性能增强的加工工艺，其特征在于，具体制备方法如下：
1）将一定量的硼酸、石墨以及石油焦混匀后形成混合粉，然后加入适量的多孔碳化硅粉末以及一定量的蒸馏水，搅拌均匀后模压成样坯，干燥后在1700-1800℃空气气氛中煅烧40-70min，自然冷却至室温后取出，得到碳化硅复合粉末；
2）用无水乙醇将碳化硅复合粉末进行超声清洗10-20min，再用去离子水超声清洗10-15min，然后放入100-120℃干燥箱中烘干备用，使用中频感应电炉，在1000-1100℃下将铝青铜溶化，将溶化后的铝青铜打渣、精炼，然后将备用的碳化硅复合粉末预热至400-500℃，迅速放入铝青铜液中充分混合，并维持铝青铜液温度为950-980℃；
3）将一定重量百分比的原料放入真空感应炉中，升温至1460-1530℃，待完全融化后扒渣，然后加入少量的碳化硅复合粉末，充分混合后将形成的钢水浇筑到模具中成型，待温度降至900-950℃，将步骤2）中的铝青铜液浇铸到钢球表面，在25-35MPa下加压复合凝固成型，待合金溶体凝固后开模，取出空冷至室温，得到钢球胚体；
4）钢球胚体放入电炉中，升温至600-640℃，保温1-1.5h，再升温至830-870℃，保温2-3h，经水淬淬火，冷却至室温，再升温至220-260℃进行回火处理，保温2-3h，冷却至室温即可。


2.如权利要求1所述的一种耐磨钢球抗冲击形变性能增...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖颍，张蔓青，陈斌，
申请(专利权)人：铜陵市明诚铸造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34