[发明专利]硼硬合金及其衬板磨球的制造方法

说明书

本发明涉及一种抗磨硼硬合金配方及其粉磨设备用衬板、磨球的制造方法。

目前，随着经济技术的不断发展，在建材、冶金、电力等工业粉磨过程中，对粉磨设备用衬板、磨球的需求量逐年增加。粉磨设备用衬板仍以高锰钢为主;磨球仍以碳钢锻球为主。高铬铸铁用于制造粉磨设备衬板、磨球近年来也有较大发展。但高锰钢用于制造粉磨设备衬板最大缺点是不抗磨，因为它在非重冲击工况下服役冷作硬化效果不好;而磨球采用碳钢锻球最大缺点也是不抗磨，因而，由于它的硬度低导致了球耗高、电耗高、粉磨效果差、台时产量低、补球频繁、清仓次数多等，影响了生产效率，浪费了大量金属材料;而高铬衬板、磨球虽然抗磨效果好，但仍存在不足之处：一是合金元素用量大，二是耗电量亦大，系电炉熔炼，生产也受到一定限制，三是制造成本和销价都高。因而继续研制合金元素用量少的节能型抗磨材料，用于制造粉磨设备衬板、磨球有着极大的经济价值。

本发明的目的是提供一种采用含硼生铁为原料，研制的含硼、钼等合金元素，铸态采用强制冷却和退火处理工艺，具有硬化特性，适于非重冲击工况下服役的粉磨设备用硼硬合金及其衬板、磨球的制造。

本发明硼硬合金的配方为：C2.9-3.9%，Mn0.6-1.2%，Si0.6-2.0%，B＜0.20%，Mo＜0.6%，P·S＜0.12%，其余为Fe。

本发明硼硬合金衬板、磨球制造方法为：熔炉可为冲天炉，金属炉料采用低硼生铁，低硅生铁、废钢等;合金料采用锰铁、钼铁等，熔剂为石灰石、萤石;铁水出炉温度1380-1420℃，浇注温度1300-1320℃;衬板采用砂型强制冷却，铸态下进行退火处理;磨球采用金属型，铸态进行退火处理。

本机理主要是吸取高铬铸铁硬度高、抗磨性能好之优点，因为硼化物硬度极高，加入少量硼即有很快提高硬度和抗磨性能之作用，因而，硼可代替铬的作用;同时，铸态采用强制冷却和退火处理工艺，使产品既改善了韧性又获得了硬化特性，硬度HRC＞50，抗弯强度σ_bb＞500N/cm²。因而，硼硬合金衬板和磨球在非重冲击工况下服役不畸变、不破碎，安全可靠，在受磨料磨损时显示出优异的抗磨性能。

本发明采用最佳配方和独特工艺生产的衬板、磨球、硬度HRC＞52，抗弯强度σ_bb＞550N/cm²，抗磨性能分别优于高锰钢和碳钢锻球。其衬板用粉磨铁矿石，使用寿命为高锰钢衬板的1.2-1.5倍;用于磨水泥为高锰钢衬板的1.4-1.7倍，衬板用后不畸变、不断裂，安全可靠。其铸球用于磨水泥，使用寿命为碳钢锻球的5-7倍，铸球用后表面光滑不粘料，破碎率极低，粉磨效果好，清仓次数少，具有节电，提高台时产量之作用。

生产实践表明：硼硬合金衬板与高锰钢衬板相比，生产一吨衬板，可节约锰铁合金250公斤，价值900余元，节电1500度，约370余元，节约造型材料约50余元，节约热处理费约300余元，多耗焦150公斤约50余元，以上合计可节约1570余元。硼硬合金铸球与高铬铸球相比，生产一吨铸球，可节约铬铁合金250公斤，约1000余元，节电1300度约320余元，节约热处理费约250余元，多耗焦150公斤约50余元，以上合计节约1520余元。以年产量为500吨衬板、或500吨铸球的小厂为例，硼硬合金衬板、铸球取代高锰钢衬板、或高铬铸球后，年可多获利75万元。

试验表明：硼硬合金衬板取代高锰钢衬板，用于φ1.5×1.5m磨机，年可节约衬板费约0.5万元，减少检修停机增效0.8万元，合计1.3万元;用于φ2.2×7m磨机（二仓）年可节约衬板费约0.8万元，减少检修停机增效2.7万元，合计3.5万元。硼硬合金铸球取代碳钢锻球，用于φ1.83×7m磨机（一仓），年可节约磨球费2.9万元，减少清仓次数增效1.4万元，提高台时产量增效4.1万元、合计8.4万元;用于φ2.2×7m磨机（一仓），全年可节约磨球费6.5万元，减少清仓次数增效1.1万元，提高台时产量增效8.9万元，合计16.5万元。

下面结合实施例据，进一步描述本发明：

例一：C2.9-3.7%，Mn0.8-1.2%，Si0.6-1.9%，B＜0.08%，Mo＜0.4%，P·S＜0.12%，其余为Fe。

例二：C2.9-3.8%，Mn0.7-1.1%，Si0.7-2.0%，B0.09-0.13%，Mo＜0.5%，P·S＜0.11%，其余为Fe。