[发明专利]一种低、中铬白口铸铁磨球

说明书

本发明公开了一种低、中铬白口铸铁磨球，涉及铸铁磨球技术领域，所述磨球是经亚临界热处理制得，且磨球中Si的重量百分含量为1.5‑2.5％。本发明选择高硅进行低、中铬白口铸铁合金化，通过硅元素的添加使碳化物细小、弥散分布在基体中，碳化物由连续网状分布变为断网状直到变成孤立分散的菊花状形态，降低碳化物对基体的割裂倾向，从而提高产品的韧性，再配合亚临界处理工艺提高磨球的硬度，进而提高磨球的耐磨性。

技术领域

本发明涉及铸铁磨球技术领域，尤其涉及一种低、中铬白口铸铁磨球。

背景技术

低、中铬白口铸铁磨球是一种价廉的耐磨材料，被广泛用于矿山、建材、水泥等行业。但是传统的低、中铬白口铸铁中存在着硬度低、表面脆性剥落和易破碎等缺点。究其原因，是因为低、中铬白口铸铁磨球中硬脆相M₃C型铁铬碳化物呈网状以封闭连续结构分布于基体中，割裂了基体，从而导致该类磨球韧性指标较低。由于磨球韧性较低，所以会对磨球进行高温去应力处理，所以低、中铬磨球硬度较低，因此，磨球韧性差又严重制约着提高材质硬度和耐磨蚀性的工艺途径。

国内外对此进行过大量的研究，目的是设法使碳化物弥散化或孤立化，减少它们对基体连续性的破坏。目前常用的办法之一是增高铬含量，使碳化物由 M3C型变为M7C3型，称之为高铬铸铁。但由于铬含量高，材料成本大为升高，用户难以接受而限制其使用。另外的办法是加入一些改变碳化物形核条件或晶体生长机制的元素(变质剂)。这方面的研究取得了一定成效，但未取得实质性进展。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低、中铬白口铸铁磨球，采用高硅进行低、中铬白口铸铁合金化，提高了产品的韧性和硬度，进而提高磨球的耐磨性。

本发明提出的一种低、中铬白口铸铁磨球，所述磨球是经亚临界热处理制得，且磨球中Si的重量百分含量为1.5-2.5％。

优选地，所述低铬铸铁磨球中各组成元素按重量百分比包括：C 2.1-3.3％、 Si1.5-2.5％、Mn 0.3-1.5％、Cr 1.0-6.0％、Cu 0-0.3％、Mo 0-2％、P0.1％、S0.06％，余量为Fe。

优选地，所述中铬铸铁磨球中各组成元素按重量百分比包括：C 2.1-3.3％、 Si1.5-2.5％、Mn 0.3-1.5％、Cr 7.0-10.0％、Cu 0-0.3％、Mo 0-2％、P0.1％、S 0.06％，余量为Fe。

优选地，所述亚临界热处理温度为450-550℃。

优选地，所述亚临界热处理时间为5-10h。

本发明中，硅元素是非碳化物形成元素，它将主要存在于基体。液态结晶时，由于硅溶入奥氏体，一方面将排挤出更多的铬到溶液中，增加了剩余液相中的铬碳比，这样结晶后碳化物硬度会更高。当铬碳比达到M₇C₃含量时，会出现M₇C₃型碳化物，此种碳化物为菊花状。硅含量越高，M₇C₃型碳化物就会越多。另一方面，硅还将排挤出较多的碳溶入剩余液相，使靠近先共晶奥氏体的液体形成许多“富碳区”，硅含量越高，这种富碳区将越多，从而造成碳化物形核率增大，达到细化碳化物晶粒的目的。上述原因造成了随硅含量增加，碳化物晶粒会细化，同时形貌由网状变成断网状直到变成孤立分散的菊花状形态，硬度也逐渐增加。而当硅含量超过2.5％时，低、中铬白口铸铁碳当量过高，易出现先共晶产物，同时共晶碳化物占比过高，易出现剥落、碎裂等情况。

有益效果：本发明提出一种低、中铬白口铸铁磨球，突破传统白口铸铁合金设计思想，选择高硅进行低、中铬白口铸铁合金化。通过硅元素的添加使碳化物细小、弥散分布在基体中，碳化物由连续网状分布变为断网状直到变成孤立分散的菊花状形态，降低碳化物对基体的割裂倾向，从而提高产品的韧性，再配合亚临界处理工艺提高磨球的硬度，进而提高磨球的耐磨性。