一种高硬度高韧性耐磨球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬度高韧性耐磨球及其制备方法，耐磨球的化学成分按重量百分比包括：C：0.67

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度高韧性耐磨球及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐磨材料
，尤其涉及一种高硬度高韧性耐磨球及其制备方法。

技术介绍

[0002]磨球是球磨机中一个重要的组成部分，起着对物料破碎研磨的作用，目前已被广泛应用在矿山、电厂、化工等领域，且需求量大。磨球是一种消耗品，在球磨机工作的过程中随时都有可能出现破碎的情况，每年因磨球失效而造成的经济损失巨大，且磨球破碎失效后需要停机更换新的磨球，降低了企业的生产效率，因此，磨球的质量好坏直接影响到生产成本和生产效率，制备一种综合性能好的磨球是提高球磨机生产效率以及降低成本的重要手段。
[0003]磨球在球磨机内会受到反复的高应力冲击、挤压和研磨等机械磨损，要求其具有高的硬度和耐磨性，以及较好的冲击韧性，避免磨球破裂，在湿式球磨机中使用的磨球还要求具有一定的耐腐蚀性。虽然目前国内外公开了多种磨球，但是其仍存在硬度和韧性不理想、耐腐蚀性欠佳的缺陷，缩短了其寿命，限制了其应用。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高硬度高韧性耐磨球及其制备方法，所述制备方法具体控制了热处理的过程，得到的耐磨球强度和硬度高、韧性好、耐腐蚀性和耐磨性能优异，使用寿命长。
[0005]本专利技术提出的一种高硬度高韧性耐磨球，其化学成分按重量百分比包括：C：0.67
‑
0.8％、Si：0.68
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0.8％、Mn：1.5
‑
1.9％、Cr：1
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1.35％、Mo：0.07
‑
0.18％、V：0.03
‑
0.2％、Cu：0.07
‑
0.18％、Ce：0.15
‑
0.22％、Nb：0.01
‑
0.03％、W：0.15
‑
0.38％、S≤0.03％、P：0.01
‑
0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，Cr、Si、W、Mo的重量百分比满足以下关系式：Cr+Si+W+4
×
Mo＝2.55
‑
2.97％。
[0006]优选地，Cr、Si、W、Mo、C的重量百分比满足以下关系式：Cr+Si+W+Mo≥3.7
×
C。
[0007]优选地，C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Cu、Ce、Nb、W的重量百分比满足以下关系式：5.2％≤C+Si+Mn+Cr+Mo+V+Cu+Ce+Nb+W≤5.8％。
[0008]优选地，所述高硬度高韧性耐磨球的化学成分按重量百分比包括：C：0.67％、Si：0.75％、Mn：1.67％、Cr：1.26％、Mo：0.15％、V：0.14％、Cu：0.12％、Ce：0.21％、Nb：0.018％、W：0.33％、S：0.03％、P：0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0009]本专利技术还提出的一种所述高硬度高韧性耐磨球的制备方法，包括制造钢球坯和将制造的钢球坯进行热处理；其中，所述热处理包括以下步骤：将钢球坯加热至800
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850℃保温130
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200min，然后浸入300
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450℃的盐槽中保温2
‑
15s，再降温至0℃以下保温60
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120min，然后加热至630
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660℃保温t
1 min，空冷至室温，加热至780
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800℃保温30
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120min，然后加热至850
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900℃保温60
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120min，水冷至表面温度为300
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350℃后放入30
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45℃的机油中冷却
至155
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165℃，空冷至50
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60℃，然后加热至550
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650℃，保温t
2 min，空冷至室温后再加热至200
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250℃保温t
3 min，空冷至室温；其中，t1＝100
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180，t2＝60
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150，t3＝100
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150。
[0010]优选地，在将钢球坯加热至800
‑
850℃保温130
‑
200min的过程中，升温速度为60
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85℃/h。
[0011]优选地，在降温至0℃以下的过程中，先以70
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85℃/h的降温速度降温至35
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60℃，再以30
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45℃/h的降温速度降温至0℃以下。
[0012]优选地，在热处理过程中，以80
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100℃/h的升温速度加热至780
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800℃保温30
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120min，然后以40
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50℃/h的升温速度加热至850
‑
900℃保温60
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120min。
[0013]优选地，t1、t2、t3满足以下关系式：t1+t2+t3＝310
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365。
[0014]优选地，t1、t2、t3满足以下关系式：t1＞t2＞t3。
[0015]优选地，所述的盐槽可以是以50wt％的KNO3和50wt％的NaNO3为介质的盐浴槽。
[0016]C对钢的性能具有较大影响，其能与铁元素形成间隙固溶体，因此具有稳定奥氏体、延迟珠光体以及贝氏体的作用，从而使C曲线右移，降低了淬火临界冷速，提高材料的淬透性，同时其含量也是马氏体硬度的主要因素，因此C加入体系中能提高强度和硬度，但是太多也会降低韧性和耐腐蚀性；本专利技术所述高硬度高韧性耐磨球的组成成分中具体控制了C的质量含量为0.67
‑
0.8％，同时配合添加了Si、Mn、Cr、Mo、V、Cu、Ce、Nb、W多种元素，并使C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Cu、Ce、Nb、W的重量百分比满足关系式5.2％≤C+Si+Mn+Cr+Mo+V+Cu+Ce+Nb+W≤5.8％，使各元素协同，改善材料淬透性、增加耐磨球的淬硬性深度、提高耐磨球的硬度、强度和耐磨性的同时，赋予其优异的冲击韧性，克服了C加入引起的冲击韧性降低的缺陷；具体使Cr、Si、W、Mo的重量百分比满足关系式Cr+Si+W+4
×
Mo＝2.55
‑
2.97％，且Cr+Si+W+Mo≥3.7
×
C，发挥协同作用，显著提高了耐磨球的抗腐蚀性和抗氧化性，改善了因C的加入引起的耐腐蚀性降低的缺陷；在耐磨球的制备过程中，优化了热处理工艺，具体将钢球坯加热至800
‑
850℃保温、盐槽中冷却后在0℃以下进行了冷处理，改变了体系的组织形态，并析出了大量细小的二次碳化物，消除了大块状物质，使组织更加细小，得到的耐磨球的冲击韧性明显提高，使用寿命延长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硬度高韧性耐磨球，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：C：0.67
‑
0.8％、Si：0.68
‑
0.8％、Mn：1.5
‑
1.9％、Cr：1
‑
1.35％、Mo：0.07
‑
0.18％、V：0.03
‑
0.2％、Cu：0.07
‑
0.18％、Ce：0.15
‑
0.22％、Nb：0.01
‑
0.03％、W：0.15
‑
0.38％、S≤0.03％、P：0.01
‑
0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，Cr、Si、W、Mo的重量百分比满足以下关系式：Cr+Si+W+4
×
Mo＝2.55
‑
2.97％。2.根据权利要求1所述高硬度高韧性耐磨球，其特征在于，Cr、Si、W、Mo、C的重量百分比满足以下关系式：Cr+Si+W+Mo≥3.7
×
C。3.根据权利要求1或2所述高硬度高韧性耐磨球，其特征在于，C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Cu、Ce、Nb、W的重量百分比满足以下关系式：5.2％≤C+Si+Mn+Cr+Mo+V+Cu+Ce+Nb+W≤5.8％。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述高硬度高韧性耐磨球，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：C：0.67％、Si：0.75％、Mn：1.67％、Cr：1.26％、Mo：0.15％、V：0.14％、Cu：0.12％、Ce：0.21％、Nb：0.018％、W：0.33％、S：0.03％、P：0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。5.一种如权利要求1
‑
4中任一项所述高硬度高韧性耐磨球的制备方法，其特征在于，包括制造钢球坯和将制造的钢球坯进行热处理；其中，所述热处理包括以下步骤：将钢球坯加热至800
‑
850℃保温130
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200min，然后浸入300
‑
450℃的盐槽中保温2
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15s，再降温至0℃以下保温60
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120min，然后加热至630
‑
660℃保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：董舜杰，唐荣，蒋杰，
申请(专利权)人：安徽瑞泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：