[其他]铬系合金磨球耐磨材料

说明书

本发明属于金属耐磨材料，一种铬系合金磨球耐磨材料。水泥工业的磨球，应用锻钢时抗磨损性能差，应用高铬铸铁时破碎率高，其它材料也不理想。本发明的铬系合金启球耐磨材料，在保证材料中形成碳化物的前提下，降低材料中的含碳量，从而降低材料中的铬、钼含量，同时控制其它元素在成分中的含量，使所获的磨球材料具有良好的综合机械性能和使用性能，磨球消耗量比低碳钢锻球降低八倍以上。

一种铬系合金磨球耐磨材料，本发明属于金属耐磨材料领域。

水泥工业球磨机磨球长期工作于200～300℃的冲击磨料磨损环境中，研磨体冲击频率高，磨损严重。我国球磨机磨球一直应用25^#、45^#锻钢，这类材料的磨球韧性高、导热性好，故使用中破碎少，但由于这类材料磨球硬度低（HB≈130），抗磨损性能差，消耗量为800～1200克/吨水泥。

国外水泥工业广泛应用马氏体合金耐磨材料，如铬含量为15%，钼含量为3%的白口铸铁，其磨球消耗量为50～100克/吨水泥，但这种材料合金含量高，生产成本大为增加，同时因为我国水泥熟料温度高（约为200～300℃），高铬铸铁中合金含量和碳含量高，在使用中，虽然其耐磨性很好，但其导热性差，韧性低，受研磨体冲击时破碎率高，有时可高达30～40%。

近来国内出现的45Mn₂、轴承钢材料的锻制磨球，虽然在一定程度上可以提高耐磨性，但这种磨球使用一段时间后往往产生严重变形，以致后期不能使用，这样不仅大大增加了磨球的消耗量，而且严重影响了水泥的产量和质量，同时采用轧钢锻制磨球还增加了能源消耗。

为了寻求一种合金含量低，韧性与耐磨性好，导热性能好，使用寿命长，制造成本低，即具有良好的综合机械性能和使用性能的磨球材料，特设计了本发明。

本发明的构思是结合我国资源情况，在保证材料中形成碳化物，从而保证材料硬度的前提下，尽量降低材料中的含碳量，从而使材料中的铬、钼含量尽可能小，同时控制其它元素在材料成分中的含量，以保证材料的综合机械性能和使用性能。

铬系合金磨球耐磨材料成分中含有铁、碳、铬、钼、铜、锰、硅。材料的耐磨性同含碳量与组织状态有关，含碳量对耐磨性的影响是一曲线关系，为了使材料具有良好的导热性、塑性和韧性，并保证一定的耐磨性，根据磨球的使用条件，含碳量取为0.5～1.2%。

随着含碳量的降低，只要cr/c＞5∶1，在含铬量较低的情况下也可形成γ+（cr·Fe）₇c₃组织。本发明选取铬含量为2.0～7.0%，cr/c＝5∶1～10∶1，以保证得到一定量的（cr·Fe）₇c₃型碳化物。

我国钼资源少，钼成本高，不宜多用。为了提高淬透性，细化并形成复杂多元碳化物，加钼量选为0.2～0.7%。

为减少加钼量，提高淬透性，强化基体，减少裂纹，加入0.3～0.8%的铜。铜加入量不能大于1.2%，过大的加入量会增加奥氏体的稳定程度，使残留奥氏体量增多，影响硬度。超过2%的铜将会引起脆性。

锰与铜一样，具有增加淬透性与奥氏体稳定性的作用，选取锰含量为0.5～1.5%。

含硅量高会降低淬透性，为了脱氧，使含硅量为0.4～1.0%。

分别加入0.05～0.1%的硼和钛，以增加淬透性，提高硬度和热强性。

控制杂质硫和磷的含量低于0.04%。

利用本发明的材料制成磨球进行耐磨使用实验，试验磨球成分中碳含量为0.5～1.0%，铬含量为3.0～7.0%，钼含量为0.3～0.5%，铜含量为0.35～0.5%，锰含量为0.6～0.8%，硅含量为0.5～0.8%。

作为本发明的一种最佳实施例是材料中含有碳0.5%，铬7%，钼0.5%，铜0.5%，锰0.6%，硅0.5%，硼0.05%，钛0.05%。

作为本发明的另一种最佳实施例是材料中含有碳1%，铬5%，钼0.3%，铜0.35%，锰0.8%，硅0.8%，硼0.08%，钛0.1%。