[发明专利]一种超细磨铸造磨球及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细磨铸造磨球及其热处理工艺。

背景技术

目前用于冶金选矿、建材、电力、化工等行业各类球磨机粉磨矿石物料所使用的研磨体一般是普通锻钢磨球和中锰磨球，由于其材质和制造工艺的落后，致使磨球耐磨性差，早期变形，破碎率高，因而远远不能满足工业生产的要求。中国专利公报中公开了一种专利号为CN88107653.8，名称为低碳低铬合金白口铸铁球，其材质因是低碳低铬合金钢材料，故耐磨性较差；磨球的性能与其铸造工艺的先进性密切相关，该文献中没有说明其铸造工艺方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种强度高，耐磨性好的超细磨铸造磨球。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种超细磨铸造磨球，磨球的化学成份按重量百分比为：C：2.6-3.1，Si：0.3-1，Mn：0.4-0.7，Cr：8-12，V：0.01-0.3，Ni：0.03-0.4，P≤0.05，S≤0.05；余量为铁。

C：碳含量与宏观硬度呈线性关系，但碳化物硬而脆，耐磨而不搞冲击，为使磨球具有较好耐磨性又有足够的韧性，限定在2.6-3.1范围内。

Si：硅可降低淬透性和促进石墨化。其含量高将粗化晶粒、降低韧性。生铁质炉料中含有一定数量的硅，但限定为0.3-1范围内。

Mn：锰降低临介淬火速度，提高淬透性，促进获得马氏体组织，增加碳化物数量，细化珠光体组织，有利于提高硬度，但含量高了，增加奥氏体含量，对提高耐磨性不利，所以限定为0.4-0.7范围内。

Cr：铬同锰一样可提高合金的硬度，此处，铬还可提高合金的耐磨蚀性能，使磨球在湿磨工况条件下延长使用寿命；提高抗回火稳定性，使磨球适合在一定温度的工况条件下工作。但含量过高，则超过低合金的范围。

V：有利于提高材料硬度及耐磨性，限定在0.01-0.3范围内。

Ni：有利于扩大材料中奥氏体化区，固溶于基体，使基体强化，增加材料的淬透性，提高材料的强度及耐磨性，限定在0.03-0.4范围内。

P、S：磷和硫是有害杂质元素，越低越好，一般控制在0.05范围内。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种强度高，耐磨性好的超细磨铸造磨球的热处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种超细磨铸造磨球的热处理工艺，包括以下步骤：1).半成品入炉升温至480℃(保温2.5小时)→680℃(保温2.5小时)→830℃(保温2.5小时)→930℃(保温2.5小时)；2).淬火，方式为：油粹，产品淬火入油，油温控制在65±5℃。

本发明的一种超细磨铸造磨球及其热处理工艺，该化学成分在降低2％的铬和适量增加具有细化晶粒的作用的V、Ni的情况下采用全自动热处理生产线，该生产线采用四段温区加热，每段温区加热为2.5小时，避免了因急剧升温造成产品过度氧化以及内外温度的不均匀性。淬火方式为油粹，产品淬火入油油温控制在65±5℃，冷却速度快，且各个点在同等条件下冷却，提高了产品硬度的均匀性。达到产品的化学成分和热处理工艺的有机结合。

具体实施方式

实施例一

一种超细磨铸造磨球，磨球的化学成份按重量百分比为：C：2.6，Si：1，Mn：0.7，Cr：12，V：0.3，Ni：0.4，P≤0.05，S≤0.05；余量为铁。

实施例二

一种超细磨铸造磨球，磨球的化学成份按重量百分比为：C：3.1，Si：0.3，Mn：0.4，Cr：8，V：0.01，Ni：0.03，P≤0.05，S≤0.05；余量为铁。

以上各元素的限定范围可以根据不同工况条件确定相应的最优含量。

其热处理工艺，包括以下步骤：1).半成品入炉升温至480℃(保温2.5小时)→680℃(保温2.5小时)→830℃(保温2.5小时)→930℃(保温2.5小时)；2).淬火，方式为：油粹，产品淬火入油，油温控制在65±5℃。

取上述生产工艺生产的样品与现有的样品进行硬度和冲击韧性的实现，经过实验得出：单位成本下降10％，而机械性能HRC由58上升到61，冲击韧性由2.5ak/JC m²上升到3.0ak/JC m²。