[发明专利]用于大直径磨球的铁基合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备大直径磨球的材料，其直接决定了大直径磨球综合性能的优劣。

背景技术

磨球是球磨机使用中消耗量最大的易磨损件，其广泛应用于冶金、矿山、电力、建材等工业领域的制粉设备，我国年消耗量在150万吨以上。近几年来，由于能源费用增长，矿石品位下降，采用高效大型设备是现代选矿厂建设的主要倾向，球磨机的大型化已成为现代选矿装备的主要趋势，随之直径超过140mm大直径磨球的需求量也越来越大。但是，目前所使用的大直径磨球其综合性能都不够理想，主要表现为体积硬度低，抗磨损性能差，从而导致选矿厂的运行成本大幅增加，消耗了大量的钢材，严重不符合我国资源可持续性发展的要求。大量研究、实践表明，这一问题的出现主要归因于现有用于制备大直径磨球的材料达不到要求。目前，国内对磨球材料已有了大量的研究，并且取得了很大进展。专利CN1010760692A公开了一种超高铬铸造磨球及其热处理工艺，对传统超高铬铸造磨球ZQCr26化学成分和淬火工艺的优化调整；专利CN101074833A公开了一种超耐磨铸钢磨球及其制备方法；专利CN101736200A公开了一种高碳钢多合金耐磨球及其生产方法；专利CN101698921A公开了一种耐磨球墨铸铁及其制备方法；专利CN101445889A公开了一种高耐磨再生合成铸铁磨球及其生产方法；专利CN101463450A公开了一种微量多元合金化金属型铸钢磨球及其生产方法；专利CN101413084A公开了一种硅、铬、硼合金耐磨球及其制造方法；专利CN101280382A公开了一种球磨机奥贝体球铁磨球及制造方法；专利CN101270457A公开了一种磨球及生产工艺；专利CN1944700A公开了一种贝氏体球墨铸铁磨球及其生产工艺；专利CN1851026A公开了一种高铬铸钢磨球及制备方法；专利CN1918083A公开了一种磨球及其生产方法；CN1686613A公开了一种高强度抗磨球；专利CN101200789A公开了一种低合金贝氏体球墨铸铁磨球；专利CN1262338A公开了一种马氏体/贝氏体复合铸铁磨球及生产方法；专利CN1259586A公开了一种低铬稀土合金钢磨球材料；专利CN1177647A公开了一种低合金马氏体铸铁磨球及其生产工艺；专利CN1180758A公开了一种屈氏体金属磨球及其制备方法；专利CN1180110A公开了一种抗磨合金铸铁磨球；专利CN1134468A公开了一种贝氏体球墨铸铁磨球；专利CN1101682A公开了一种适于球磨铁矿粉的低合金白口铁铸造磨球；专利CN1101949A公开了一种低合金铸铁磨球及其制造方法；专利CN1091072A公开了一种多元低铬合金铸铁磨球。以上各种用于磨球的材料，都没有针对直径超过140mm大直径磨球，都不适合用于大直径磨球。

根据直径超过140mm大直径磨球的使用工况，大直径磨球须具有较高的冲击韧性及良好的抗磨损性能。根据直径超过140mm大直径磨球的生产经验，大直径磨球以锻压制造方法为主。由于大直径磨球的这些性质，用于制造大直径磨球的材料须具有良好的塑性变形能力以及良好的热处理性能。目前用于制造大直径磨球的材料仅仅局限于45钢、70Mn2、65Mn等，而用这些材料所生产的大直径磨球其体积硬度只有30HRC左右，抗磨损性能明显达不到要求。因此，亟需寻找用于制造大直径磨球的新材料，经过理论、试验研究，本专利发明了一种合金，完全能够满足用于制造直径超过大直径140mm磨球的要求。该合金制造的大直径磨球经过热处理，其微观组织以下贝氏体、马氏体和残余奥氏体为主，冲击韧性和体积硬度匹配良好，并且得到了工业试验验证，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于直径超过140mm大直径磨球的合金，该合金在950～1100℃温度范围内具有良好的塑性变形能力，完全能够满足大直径磨球的锻压制造工艺。用该合金制造的大直径磨球，具有良好的热处理性能，其体积硬度较普通直径大于140mm大直径磨球的体积硬度提高了40％～80％，冲击韧性大于10J/cm²，在实际工况使用中，其表现出抗磨损性能优异，破碎率低，已达到了直径小于140mm磨球的先进水平。并且该合金加入各种元素对大直径磨球的制造成本影响很小，不影响其大规模推广应用，深受用户欢迎。

本发明用于大直径磨球的铁基合金的特征是，所说的合金的成分以重量％计为：C 0.3～0.6，Si1.5～2.5，Mn 2.0～3.5，B 0.005～0.01，Fe余量。