[发明专利]一种球磨机用高耐磨抗氧化耐磨球

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种球磨机用高耐磨抗氧化耐磨球。

背景技术

耐磨球是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料，目前已经被广泛应用于冶金矿山、水泥建材、火力发电、烟气脱硫、磁性材料、化工、水煤浆、球团矿、矿渣、超细粉、粉煤灰、碳酸钙、石英砂等行业球磨机中。

耐磨球作为一种磨损材料应该具有下列性质：(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。

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素，应用在耐磨球领域可以提高耐磨球的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化性。

渗氮是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。常用的是气体渗氮和离子渗氮。渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。应用在耐磨球中可以提高耐磨球的表面硬度、耐磨性、疲劳强度，提高耐磨球的性能。

现存耐磨球的抗氧化性欠佳，不能满足现代社会对耐磨球的要求，因此，选择合适的成分、控制制备的工艺过程得到抗氧化性能好、综合性能强的耐磨球是目前研究的热点问题。

发明内容

本发明提出了一种球磨机用高耐磨抗氧化耐磨球，该耐磨球具有优异的抗氧化性，同时具有良好的耐磨性、硬度和冲击韧性。

本发明提出了一种球磨机用高耐磨抗氧化耐磨球，其组成成分按质量分数包括：C:1.3-2.0％，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％，Nb:0.2-0.5％，Ca:0.01-0.038％，Zr:0.01-0.015％，Cu:0.01-0.03％，S≤0.028％，P≤0.033％，余量为Fe和不可避免的杂质；

根据上述组成成分配比，球磨机用高耐磨抗氧化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、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镍合金、硅钙合金、锆铁，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；

S2、热处理：将S1中得到的耐磨球坯依次经过正火、淬火和高温回火处理；在正火处理中，将温度升至980-1030℃，保温50-80min，空冷至室温；在淬火处理中，将温度升至800-820℃，保温30-75min，水冷至室温；在高温回火处理中，将温度升至500-530℃，保温130-150min，水冷至室温，从而得到热处理球坯；

S3、热处理球坯预处理：将S2中得到的热处理球坯喷砂后，用丙酮洗涤后用金相砂纸打磨，用丙酮清洗之后再用无水乙醇清洗，放置于真空干燥箱中，调节干燥箱的温度为55-75℃，保温3-4h后得到预处理球坯；

S4、熔覆前预处理：在合金粉末中添加1-3wt％纳米CeO₂后放入球磨机球磨3-5h，之后放入真空干燥箱，调节干燥箱的温度为50-85℃，保温3-5h得到复合粉体；用等离子将复合粉体喷涂在预处理球坯的表面，厚度为0.1-0.2mm得到熔覆前预处理球坯；所述合金粉末按重量份数包括：10-15份的Mn，5-10份的Cr、1-3份的Si、0.5-1.3份的Al₂O₃、2-3份的Al、1-2份的Co、75-82份Fe；