[发明专利]一种高强度低磨耗耐磨球及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体其原料按质量分数包括以下成分：C：0.9～1.5％、Si：1.4～2.2％、Mn：0.4～1％、Cr：15.6～18％、Ni：0.45～0.6％、Cu：0.52～0.72％、Al：0.02～0.04％、Mg：0.01～0.025％、B：0.15～0.5％、Ti：0.2～0.6％、Zr：0.04～0.08％、Nb：0.01～0.03％、Mo：0.7～0.9％、V：0.04～0.08％、Nd：0.01～0.02％、W：0.04～0.07％、P≤0.02％，其余为Fe及不可避免的杂质；

所述高强度低磨耗耐磨球的制备方法，包括以下步骤：

S1、将原料按熔点从低到高加入中频感应熔炼炉中进行熔炼，得到钢水，经浇注成型得到耐磨球坯体；

S2、将耐磨球坯体淬火处理，然后空冷至室温后进行低温回火得到耐磨球基体；

S3、将干燥后的熔覆层粉末与粘结剂混合均匀制成膏状，然后涂覆在经清洗后的耐磨球基体表面，激光熔覆处理后，冷却到室温得到初级耐磨球；

S4、将初级耐磨球预冷处理，再深冷处理，升至室温，经低温回火，然后冷处理，升至室温，在热水中静置，经低温回火后空冷至室温得到所述高强度低磨耗耐磨球；

在S3中，激光熔覆处理工艺为：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为3.2～4.2mm，扫描速度为5.5～6.5mm/s，功率为1.28～1.35kW；

熔覆层粉末由合金粉末与陶瓷粉末混合均匀组成，且熔覆层厚度为1.1-1.8mm；其中，陶瓷粉末粒径为60～70nm，合金粉末的粒径为80～100μm，陶瓷粉末的重量占熔覆层粉末总重量的5～9wt％；

合金粉末按质量分数包括以下成分：C：0.4～0.8％、Cr：10～13.5％、B：0.8～1.5％、Sc：0.03～0.08％、Si：0.8～1.1％、Zr：0.1～0.3％、Ni：4～8％、Ce：0.05～0.09％、La：0.08～0.12％，余量为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体其原料按质量分数包括以下成分：C：1～1.2％、Si：1.7～1.9％、Mn：0.65～0.85％、Cr：15.6～17.2％、Ni：0.49～0.52％、Cu：0.62～0.72％、Al：0.028～0.034％、Mg：0.015～0.02％、B：0.25～0.4％、Ti：0.4～0.5％、Zr：0.05～0.07％、Nb：0.018～0.023％、Mo：0.77～0.85％、V：0.05～0.07％、Nd：0.017～0.022％、W：0.05～0.06％、P≤0.02％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，在S4中，具体步骤如下：将初级耐磨球放入冰水中20～30min，再以1～2℃/min的速度降温至-58～-48℃，保温30～40min，然后在液氮中放置25～35min，升至室温，经20～25min升温至160～180℃，保温2～3h，空冷至室温，然后以1～2℃/min的速度降温至-68～-55℃，保温65～80min，升至室温，在80～90℃的热水中放置45～60min，除去水分后经5～10min升温至240～280℃，保温5～6h，空冷至室温后得到所述高强度低磨耗耐磨球。

4.根据权利要求1所述高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，陶瓷粉末按重量份包括以下组分：10～20份BC、20～30份SiC、10-20份Cr₃C₂、10～20份B₂O₃、15～25份TiO₂、20-30份Al₂O₃。

5.根据权利要求1所述高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，合金粉末中B、Sc、Zr的质量分数满足关系式：w_B＝k₁w_Sc+k₂w_Zr；其中，w_B为B的质量分数，w_Sc为Sc的质量分数，w_Zr为Zr的质量分数，k₁取4～6，k₂取3～5。