[发明专利]一种球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢及其热处理方法

说明书

本发明的目的是为了解决现有球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢热处理工艺存在的问题，提供了一种球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢及其热处理方法，属于金属热处理技术领域。本发明球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢，其成分按重量百分比为：C 1.2‑1.4％、Cr 9‑10％、Si 0.5‑0.6％、Mn 0.7‑0.8％，余量为Fe及不可避免杂质。处理方法包括如下步骤：1)将高碳高铬钢铸锭进行正火处理；2)经过淬火和低温回火后得到最终产品。本发明通过优化热处理工艺，减轻高碳高铬钢铸态组织中的网状碳化物对基体的割裂作用，以达到提高高碳高铬铸钢韧性的目的，从而提高球磨机衬板的使用寿命。

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，特别涉及一种球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢及其热处理方法。

背景技术

球磨机是现代工业进行粉磨作业的主要设备，常用于水泥建材、矿山冶金、水利电力等行业。球磨机衬板是用来保护筒体，使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦，同时也可利用不同形式的衬板来调整研磨体的运动状态，以增强研磨体对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，降低设备消耗。

目前，使用较为广泛的是高锰钢衬板，但在实践过程中发现，高锰钢的起始硬度低，如果在使用中不能发生加工硬化，就无法发挥高锰钢潜在的耐磨能力，表现得不耐磨，张福全等人的研究显示，当相对冲击功达到2J/mm²及以上时，才能充分发挥出高锰钢的加工硬化特性。除高锰钢外，高铬铸铁也是一种优质的耐磨材料，其初始硬度较高，可以达到50HRC-60HRC，但需加入大量的合金元素，Cr的质量分数最高可达30％，增加了原料成本。高碳高铬铸钢是一种过共析莱氏体钢，相比于高锰钢，初始硬度高，耐磨性易得到较好发挥，同时，相比于高铬铸铁，降低了合金元素含量。但是在高碳高铬钢的凝固组织中存在大量网状共晶碳化物，且偏析严重，使得韧性较差，导致抗冲击性能差影响衬板的使用寿命，因而需要经过一定的热处理对此进行改善。

对于过共析钢而言，常用的热处理工艺为正火处理，以提高钢的硬度和耐磨性。但是传统的热处理工艺中：正火的保温温度较高，且正火后往往还需进行球化退火(热处理工艺路线见图1)，促使碳化物颗粒化，以保证材料的耐磨性，导致最终的热处理工艺复杂，而且对于减轻高碳高铬钢铸态组织中的网状碳化物对基体的割裂作用和提高韧性没有作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢热处理工艺存在的问题，提供了一种球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢及其热处理方法。本发明通过优化热处理工艺，减轻高碳高铬钢铸态组织中的网状碳化物对基体的割裂作用，以达到提高高碳高铬铸钢韧性的目的，从而提高球磨机衬板的使用寿命。

为了实现本发明的目的所采用的技术方案之一为，一种球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢，其成分按重量百分比为：C 1.2-1.4％、Cr 9-10％、Si 0.5-0.6％、Mn 0.7-0.8％，余量为Fe及不可避免杂质。

本发明的技术方案之二为，上述球磨机筒体衬板用高碳高铬铸钢的热处理方法，包括如下步骤：

1)将高碳高铬铸钢铸锭进行正火处理；

2)经过淬火和低温回火后得到最终产品。

其中，步骤1)中高碳高铬钢铸锭的铸态金相组织为珠光体组织及明显的网状碳化物。

步骤1)中的正火制度为：温度为介于热处理铸锭的A_c1～A_ccm之间，保温时间为2-3h。

步骤2)中的淬火制度为：温度为900℃～1000℃，工件到温入炉，保温时间为1-1.5h，冷却方式为空冷或油冷。

步骤2)中的低温回火制度为：温度为200℃-250℃，保温时间为2-2.5h，低温回火后空冷至室温。