[发明专利]一种矿山研磨矿石专用中铬合金铸球及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山研磨矿石专用的耐磨材料，具体涉及一种矿山研磨矿石专用中铬合金铸球及其加工工艺。 

背景技术

现有技术中，冶金矿山研磨矿石所用的磨机多数为湿式磨机，其磨耗较干式磨机更高，与干式磨机相比，磨球的磨耗要高达好几倍，原因是湿磨机中除磨耗外，磨球会和水及其他化学元素引起腐蚀磨损。冶金矿山领域一般用的最多的为铬系合金铸球，高铬磨球冲击韧性大，磨球容易损坏，加上铬为贵金属，增加成本，低铬合金铸球硬度低，韧性差，投入磨机使用后，破损率高达10%-25%。 

鉴于此，寻找一种适合矿山专用的中铬合金铸球变得尤为重要。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿山研磨矿石专用中铬合金铸球及其加工工艺，该中铬合金铸球可以降低在湿磨上的磨耗，加强基体组织，增加抗腐蚀元素，同时具备节省能耗环保的优点。 

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种矿山研磨矿石专用中铬合金铸球，具体技术方案如下： 

一种矿山研磨矿石专用中铬合金铸球，其化学成分以重量百分比计如下：

C 2.1~3.1，Si ≤2.2，Mn 0.7~1.4，P≤0.1，S≤0.08，Cr 6~9，V 0.03~0.06，Ti 0.012~0.05，B 0.003~0.008，余量为Fe。

本发明的另一方面提供了一种矿山研磨矿石专用中铬合金铸球的加工工艺，具体包括如下步骤： 

（1）              熔炼

按以下重量百分比称取原料：

C 2.1~3.1，Si ≤2.2，Mn 0.7~1.4，P≤0.1，S≤0.08，Cr 6~9，V 0.03~0.06，Ti 0.012~0.05，B 0.003~0.008，余量为Fe，将上述成分所组成的原料进行熔炼，得到铁水；

（2）浇铸

将步骤（1）中所得的铁水浇注到预制好的模具内成型，保证浇注温度控制在1400-1550，得到铸件；

（3）热处理

将步骤（2）得到的铸件加热到780-950℃，保温2h-4h，油淬至200-300℃，400℃回火5-6h，得到铸球。

发明的有益效果如下： 

本发明中由于添加了微量合金元素或者化合物，在铸件过程中通过孕育＋变质处来细化铸件的组织，改善共晶碳化物形态（控制择优成长晶向）分布，减少尺寸以提高材料的综合力学性能。钒钛是强碳化物形成元素，这些元素加入铁液与铁液中的C、N等元素反应，形成高熔点和稳定性强的化合物，该化合物在凝固过程中起外来晶核的作用，细化铸态，细化碳化物和晶粒，提高铸态硬度。

本发明与现有技术相比，本发明在铬元素含量不多的情况下，无需额外加入孕育剂或球化剂，即可以明提高耐磨性和冲击韧度，加强基体组织，增加抗腐蚀性，同时具备节省能耗环保的优点。 

【具体实施方式】 

本发明基于怎样减少重金属铬的用量，且加强基体组织，增加抗腐蚀性而研发矿山专用磨球，加入钒、钛、硼等合金来通过孕育+变质处理和细化晶粒最终达到提高磨球的综合性能并能的效果。

本发明所提供的一种矿山研磨矿石专用中铬合金铸球，其化学成分以重量百分比计如下： 

C 2.1~3.1，Si ≤2.2，Mn 0.7~1.4，P≤0.1，S≤0.08，Cr 6~9，V 0.03~0.06，Ti 0.012~0.05，B 0.003~0.008，余量为Fe。

合金材质的性能是由金相组织决定的，而一定的组织取决于化学成分的合理选择。其中： 

碳（C）：是影响铸铁硬度和耐磨性的主要元素，其含量高，组织中碳化物数量多，基体硬度高，耐磨性好。若其含量超过3.5%，会产生粗大片状碳化物，使材质变得硬而脆，而且由于粗大片状碳化物易碎裂剥落，致使耐磨性下降。若其含量过小，共晶碳化物数量减少，基体硬度下降，耐磨性也下降。

硅（Si）：一定量的硅起脱氧作用，对流动性也有利，较高的硅有利于屈氏体组织的形成，而且较高的硅溶于基体后，提高基体的电极电位，提高抗蚀性能。同时，在高铬铸铁中随硅的增加，硅化物数量增加，硬度和耐磨性也增加。但是硅的含量大于2.5之后，韧性明显下降。 

猛（Mn）：是形成奥氏体的元素，对碳化物的形成也起作用。过高的猛将使组织中出现奥氏体，奥氏体组织不易做磨球，因为奥氏体磨球不论在干磨和湿磨中，都会造成大量破碎和剥落。