本发明专利技术提供一种纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球其制造工艺，在钢球本体的其表面和次表面均匀镶嵌纳米氧化锆陶瓷。其制造工艺包括：纳米氧化锆陶瓷的配料，雾化干燥：筛分，干压致密，烧结致密化，粉碎打磨制粉，钢材选择，模锻成球，高温淬火，机油回火等。本发明专利技术采用纳米级部分氧化钇稳定的氧化锆粉，将晶粒度控制100nm以内，在模锻制钢球时表面添加氧化锆陶瓷粉，强化钢球表面，让其具有高强度、高韧性、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、刚度高、不导磁、电绝缘等特点；其密度为6.00g/cm3，莫氏硬度可高达9,抗压强度1170MPa，热膨胀率接近金属热膨胀率，并可靠地与钢球接合，显著地提高了钢球的强度和耐磨性能。采用本发明专利技术表面强化法具有投资少、见效快等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用在大型磨球机上的磨介钢球，具体为一种纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球，并涉及此种耐磨钢球的制造方法。
技术介绍
球磨机是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。球磨机钢球是球磨机设备研磨物料介质，通过球磨机钢球之间、钢球与物料之间的碰撞摩擦产生磨剥作用，是重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用，其广泛用于水泥厂和发电厂等工艺过程中。在一些特殊条件下，常常需要特殊材质的钢球，来完成不同环境下所要求达到的功能。现有技术中，球磨机的磨介钢球主要包括高铬钢球、低铬钢球、多元合金钢球和钒钛铬合金钢球等，但是对于硬度、耐磨性、耐腐蚀、耐高温要求较高的磨介钢球还不能完全满足用户的需要，如矿山、电厂等。据资料和实践表明，在磨介钢球疲劳损耗中，钢球其工作表面和次表面层的损伤(如微小点蚀、腐蚀、表面疲劳损伤和塑性变形等)占60%的比例， 由此可见，要改善和提高磨介钢球的工作性能是本领域技术人员有待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决现有球磨机磨介钢球工作性能(耐磨、耐腐蚀、耐高温和硬度)存在的不足，提供一种高耐磨、耐腐蚀、耐高温、高硬度的纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球。本专利技术的另一目的是提供所述纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球的制造工艺。解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下一种纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球，其特征在于，在钢球本体的表面和次表面均匀镶嵌纳米氧化锆陶瓷粉。进一步，所述纳米氧化锆陶瓷粉均匀嵌入在钢球表面和次表面，纳米氧化锆陶瓷粉加量为钢球质量的O. 1% O. 3%。所述纳米氧化锆陶瓷粉中包含5% 30%的添加剂。所述纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球的制造方法，包括如下顺序的步骤O纳米氧化锆陶瓷的配料将粒度为40 IOOnm粒径的氧化钇部分稳定纳米氧化锆粉体与粘接剂按95 98 5 2的质量比配混合，加入I I. 5倍混合料重量的净水，调配成料浆球磨16 24 h ;2)雾化干燥将步骤I)所得到的料浆加入质量比为O.5% 1%的分散剂，在喷雾干燥塔内雾化干燥，干燥塔温度控制在110 300°C范围内，制成造粒粉末；3)筛分将步骤2)所得到的粉末过筛，取粒度范围为180 320目筛之间粉末，即40 90 μ m粉末；其余粉末回收再次球磨；4)干压致密将步骤3)所得到的粒度为40 90μ m的粉末加在12 16 Mpa压力下，在干粉压机上成型出50mm IOOmmX 150mm 200mmX 4 IOmm的矩形块,使其素还密度> 2. 5 g/cm3 ；5)烧结致密化将步骤4)所得的矩形块放入升降式电阻窑炉中，烧结至1500°C 1600°C， 烧结成瓷，保温3 5小时后，使其密度> 6. O g/cm3，让其自然降温冷却；6)粉碎打磨制粉将步骤5)冷却后的致密化陶瓷放入破碎机、砂轮机打磨制成陶瓷粉；将陶瓷粉粉末过筛，取200 400目筛之间致密粉末，加入5% 30%质量的添加剂混合均匀， 备用;7)钢材选择将含有钒(V)0.06~0.10，钛(T i ) O . O 4 ~ O . I O，铬(C r ) O. I O O. I 5，碳(C):0.5 5 — 0.9 O KS i ) O . 2 8 — 0.9 O ,Μ(Μ η)0.80 - 1.7 0，磷(P) : 0-0.0 3，硫(S) : 0 - 0.0 3 5，其余为铁(F e )的钢材切割成所需尺寸的矩形块材；8)模锻成球将步骤7)的矩形块材放入加热炉中加热到1100°C 1150°C，然后将其放到锻打设备上进行模锻成球形体；此时将步骤6)所得混合瓷粉通过送粉器预热350°C 450°C， 均匀覆盖整个钢球，直接锤打到钢球表面，使混合瓷粉嵌入到钢球表面和次表面；混合瓷粉的添加量为钢球质量的O. 1% O. 3% ；9)高温 淬火待步骤8)处理的钢球自然冷却到780°C 830°C时，将其放进温度为35°C 45°C之间的淬火液中进行滚动式淬火；10)机油回火将淬火后的钢球放进机油中进行回火,回火温度是150°C 249°C，回火时间在2小时 6小时；11)检测成品回火后的钢球即为成品。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果1、本专利技术采用部分氧化钇稳定的氧化锆粉(YSZ)固体陶瓷电解质，将晶粒度控制IOOnm以内，在模锻制钢球时表面添加纳米氧化锆陶瓷复合瓷粉，高温成瓷后，具有高强度、高韧性、 耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、刚度高、不导磁、电绝缘等特点；其密度为6. 00g/cm3，莫氏硬度可高达9，抗压强度1170 Mpa，热膨胀率接近金属热膨胀率，并可靠地与钢球接合，显著地提高了钢球的强度和耐磨性能。2、本专利技术用氧化钇稳定的氧化锆粉干压成型、高温烧结成瓷后破碎打磨成2 5um 的陶瓷粉或复合瓷粉，在钢球模锻成球时，加入其表面和次表面，最终获得一种高耐磨、耐腐蚀、耐高温、高硬度的磨介钢球。3、本专利技术采用表面强化法具有投资少、见效快等优点。采用本方法研磨效率高，减少物料研磨时间和循环次数，在相同研磨条件下具有较大的撞击能量，从而大大提高研磨效率.耐冲击，超低磨耗，提高了生产效率，极大降低诸如介质损耗、电耗、人工、设备等所带来的综合成本。4、对研磨物料几乎没有污染，保证了研磨物料的纯度.综合成本低同时，在完全适应于球磨机的情况下，明显地降低了制造成本。 附图说明图I是本专利技术纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球的制造方法工艺流程图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，并不是对本专利技术的限定。一种纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球，在钢球本体的表面和次表面均匀镶嵌纳米氧化锆陶瓷粉。所述纳米氧化锆陶瓷粉均匀嵌入在钢球表面和次表面，纳米氧化锆陶瓷粉加量为钢球质量的O. 1% O. 3%。所述纳米氧化锆陶瓷粉中包含15% 20%的添加剂。上述纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球的制造方法，包括如下顺序的步骤O纳米氧化锆陶瓷的配料将粒度为40 IOOnm粒径的氧化钇部分稳定纳米氧化锆粉体与粘接剂按95 98 5 2的质量比配混合，加入I I. 5倍混合料重量的净水，调配成料浆球磨16 24 h ;2)雾化干燥将步骤I)所得到的料浆加入质量比为O.5% 1%的分散剂，在喷雾干燥塔内雾化干燥，干燥塔温度控制在110 300°C范围内，制成造粒粉末；3)筛分将步骤2)所得到的粉末过筛，取粒度范围为180 320目筛之间粉末，即40 90 μ m粉末；其余粉末回收再次球磨；4)干压致密将步骤3)所得到的粒度为40 90μ m的粉末加在12 16 Mpa压力下，在干粉压机上成型出50mm IOOmmX 150mm 200mmX 4 IOmm的矩形块,使其素还密度> 2. 5 g/cm3 ；5)烧结致密化将步骤4)所得的矩形块放入升降式电阻窑炉中，烧结至1500°C 1600°C， 烧结成瓷，保温3 5小时后，使其密度> 6. O g/cm3，让其自然降温冷却；6)粉碎打磨制粉将步骤5)冷却后的致密化陶瓷放入破碎机、砂轮机打磨制成陶瓷粉；将陶瓷粉粉末过筛，取200 400目筛之间致密粉末，加入15% 20%质量的添加剂混合均匀， 备用;7)钢材选择将含有钒(V) O . O 6-0.1 O，钛(T i ) O . O 4 ~ 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇松，陈雪刚，罗平，
申请(专利权)人：重庆利特高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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