[发明专利]一种高耐磨低成本锻造湿磨球用钢及其制备方法

说明书

一种高耐磨低成本锻造湿磨球用钢及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。采用中频感应炉生产出如下化学成分的铸钢(wt.％)：C：1.05‑1.7，Si：1.6‑2.5，Cr：1.5‑2.5，Mn：0.5‑1.5，Mo：0.5‑2.0，P：0.05，S:0.02，余量Fe。先进行高温均匀化处理：温度为1050‑1100℃保温40‑60min，空冷或雾冷。锻造：加热到1100‑1130℃保温60min，空气锤锻造。阶段等温淬火：将锻造后尚存在余热的坯料分别依次淬入不同盐组成和温度的硝盐中保温，空冷至室温。本发明生产的磨球应用于大型湿磨矿中未出现破碎，失圆等现象，且获得了超高的耐磨性。

技术领域

本发明涉及了一种高耐磨低成本锻造湿磨球用钢及其制备方法，特别涉及了一种高耐磨性低成本的高碳钢化学成分和提高韧性的均匀化处理+锻造+等温淬火的生产工艺，属于耐磨材料技术领域。

背景技术

大型湿磨机磨球是矿山大型球磨机中重要零部件之一，其在承受剧烈腐蚀磨损的同时，经受强烈的冲击力。因此，要求磨球具有较高的硬度和耐腐蚀磨损性能。目前，大尺寸湿磨球多采用低中碳合金钢锻造和轧制为主。但需要添加Mo、Ni、Cr、Si、Mn、V、Ti等多种昂贵的合金元素来提高淬透性，此外，较低的硬度和耐腐蚀性限制了磨球的使用寿命。

为了提高低碳钢强度低耐磨性差的问题，中国发明专利CN201810132508.5公开了一种耐磨钢及其生产工艺，S1：转炉：将高炉铁水,以及其他原材料硅铁、硅锰、高碳铬铁、低氮碳粉以及废钢干燥处理后按照投入到转炉中进行冶炼；S2：LF精炼：将S1中出钢的钢水被转移到LF炉中进行精炼,并从LF炉炉底吹入Ar；S3：VD精炼：将S2中钢包吊入到VD炉中,并从VD炉炉底吹入Ar；S4：连铸：将S3中吊包的钢水经中间包转移后通过连铸机进行连铸成钢坯；S5：热轧：连铸后的钢坯于1150～1250℃加热后进行一道次或多道次轧制，制得钢板后水冷淬火；耐磨钢的生产工艺得到的耐磨钢化学成分为：C为0.88-0.94％、Si为0.20-0.30％、Mn为0.9-1.0％、Cr0.5-0.6％、W为0.6％、V为0.1-0.25％、Zr为2.5-2.75％、Ti为0.01-0.05％、Y为0.035-0.05％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cu为0.15-0.19％、余量为Fe。本发明解决了现有低碳耐磨钢强度低耐磨性差的问题，钢材晶体较细，内部密度较为充实，用其制成的磨球硬度较大，且耐磨性好。

中国专利CN201810138864.8公开了一种高碳低合金磨球用钢，其化学成分为：C：0.88～0.94％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.90～1.00％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Cr：0.50～0.60％、Ti：0.010～0.050％、In：0.20～0.30％、Cu：≤0.25％、Ga：0.080～0.100％、Ni：0.20～0.26％、Zn：0.10～0.14％、Sn：0.14～0.16％,余量为Fe和不可避免的杂质。此种钢不仅生产成本较低，同时其内部还含有较高含量的碳以及锰、锡、钛等元素，可使钢的铸态组织细化，从而大大提高了磨球硬度，使磨球在研磨硬度较大的物体时能够保证良好的耐磨性。另外，其内部还含有较高含量的铬元素，使得磨球也具备了较强的耐腐蚀的能力。因而使得磨球适合在多种领域进行研磨使用。

中国发明专利CN201610163412.6公开了一种超耐磨钢球生产方法，具体包括以下操作步骤：(1)配料：按重量百分比各组份的比例为:废钢、钢屑80～86％、锰铁10～12％、硅铁2～4％左右,回炉料6～12％；(2)熔炼：在中频电炉中熔炼,加料时将回炉料放在底层；(3)出钢：待炉料熔清后取样进行化学成分检验,钢水各化学成分质量百分比为C:0.3～1.2％，Cr:0.2～0.5％，Si:1.9～2.8％，Mn:0.2～0.6％，P≤0.08％，S≤0.06％，余量为Fe，钢水成分合格后方可将炉温升高待出炉,出炉温度1500～1580℃；(4)在出炉时加锰进行孕育；(5)浇注成型：温度为1470～1520℃利用现铸铁球模具浇注铸钢球。本发明能够提高钢球的耐磨度，既能提高其韧性及耐磨性能，又能降低贵重金属材料的消耗。