[发明专利]一种球磨机用高耐热耐磨球

说明书

技术领域

本发明涉及研磨材料技术领域，尤其涉及一种球磨机用高耐热耐磨球。

背景技术

摩擦行为无处不在，造成了巨大的国民经济损失。调查发现，仅磨料磨损一项每年就使得工业国家损失国民生产总值的1％-4％，随着经济的高速发展和社会的进步，磨损所带来的社会损失将更加巨大。

磨损材料一般在相对应的工况条件下使用，由于使用环境的不同对其性能要求也不同。在干磨的条件下，耐磨材料的失效形式主要是磨料磨损引起的材料磨损、宏观断裂和磨损面变形，由此提出对耐磨材料的基本性能要求：(1)高的硬度，高硬度的基体可以抵抗磨粒对基体的微观切削作用，在一定程度上体现了材料的耐磨性；(2)较高的塑韧性、应变疲劳抗力、脆断抗力和剥层疲劳抗力，高的塑韧性可以减少或者抑制裂纹的萌生和扩展，特别是在高冲击作用的工况下具有优异的抗断裂破坏能力；(3)高的淬透性材料的淬透性高才能保证在大尺寸条件下材料整体组织均匀、性能稳定，耐磨性得予保证。

耐磨球作为球磨机中的磨砂介质，既要有高的耐磨性、硬度又要有好的韧性。但是，现存的耐磨球在耐热性、耐磨性、硬度和韧性方面性能欠佳，不能满足现在社会的要求。

发明内容

本发明提出了一种球磨机用高耐热耐磨球，该耐磨球具有优异的耐热性，同时具有良好的耐磨性、硬度和韧性。

本发明提出了一种球磨机用高耐热耐磨球，其组成成分按质量分数包括：C:1.3-2.2％，Mn:0.12-0.46％，Si:0.53-0.81％，Ni:0.21-0.45％，Cr:4.2-5.95％，Mo:1.1-1.5％，V:0.7-1.0％，W:1.5-4.5％，Nb:0.2-0.5％，Ca:0.01-0.038％，Zr:0.01-0.015％，Mg:0.02-0.06％，Zn:0.02-0.10％，Cu:0.01-0.03％，S≤0.028％，P≤0.033％，余量为Fe和一些不可避免的杂质；

根据上述组成成分配比，所述球磨机用高耐热耐磨球按照以下工艺进行制备：

S1、熔炼：将废钢加入到中频感应熔炼炉中，并加热至1500-1520℃，保温20-45min后加入铬铁、钼铁、钒铁、钨铁、铌铁，待完全熔化后加入硅铁和锰铁，升温至1530-1570℃加热至完全熔化后加入镁镍合金、硅钙合金、锆铁、金属锌，各原料完全熔化扒渣后得到钢液，浇注，待钢液完全凝固后开模，炉冷至室温得到耐磨球坯体；

S2、热处理：将S1中得到的耐磨球坯体放入电炉中，在50-55min内从室温升温至780-800℃，保温40-60min，在25-30min内升温至980-1040℃，保温13-15min，在2-3min内升温至1050-1080℃，保温12-15min，得到中间球坯；将得到的中间球坯放入电炉中，加热至300-380℃，保温20-35min，水冷至室温；加热至300-380℃，保温10-25min，空冷至室温得到热处理球坯；

S3、熔覆前预处理：将熔覆粉末放入真空干燥箱中，升温至50-85℃，加热3-5h，将加热后的熔覆粉末放入球磨机中，用纳米CeO₂和纳米SiC的悬浮液为球磨介质，球磨2-3h，得到复合粉体；将S2中得到的热处理球坯用乙醇清洗之后用砂纸打磨然后再用丙酮清洗；将复合粉体与粘接剂混合后压制在清洗后的热处理球坯的表面，厚度为0.1-0.2mm，得到预处理球坯；其中，所述熔覆粉末按其组成按重量份数包括：Cr 5-10份、C 0.3-0.8份、Si 1-3份、B 1-3.5份、Re0.1-0.4份、Al₂O₃0.5-1.3份、Ni 75-82份；纳米CeO₂和纳米SiC的重量为复合粉体重量份的2-5wt％；

S4、熔覆：将S3中得到的预处理球坯放入激光熔覆设备中进行激光熔覆得到所述耐磨球；其中激光熔覆的工艺参数具体如下：单道扫描，用氩气保护激光池，激光功率设置为1.5-2.0KW，光板直径为1-2.5mm，熔覆速度为2-4mm/s。

优选地，上述球磨机用高耐热耐磨球，其组成成分按质量分数包括：C:1.5％，Mn:0.33％，Si:0.75％，Ni:0.42％，Cr:4.89％，Mo:1.3％，V:0.82％，W:2.6％，Nb:0.41％，Ca:0.029％，Zr:0.013％，Mg:0.046％，Zn:0.07％，Cu:0.019％，S:0.028％，P:0.033％，余量为Fe和一些不可避免的杂质。