[发明专利]球磨机用磨球

说明书

本发明涉及一种球磨机用磨球。

球磨机是火力发电、水泥生产、选矿中必需的机械，磨球是球磨机用于粉碎、研碎的工具，是该机用量极大的易耗零件，它有重量、硬度、强度、韧性多种技术指标，习惯上应用球墨铸铁或合金球墨铸铁为原材料，通过热处理工艺，制成贝氏体或贝氏体+奥氏体球墨铸铁。添加的合金元素，常用的是Cu、Mo、Ni。这些合金元素，价格高，国内资源少，且对冶炼设备要求高，只能用电炉冶炼。

本发明的任务是提出一种应用新的合金球墨铸铁制造的球磨机用磨球，性能良好，可用一般的冶炼设备稳定、连续生产。

本发明的技术方案是：一种球磨机用磨球，磨球的材料是合金球墨铸铁，合金元素是锡Sn、锰Mn构成Sn-Mn球墨铸铁，其含量为C：(3.2～3.8)％，Si：(2.0～2.8)％，Mn：(0.5～2.5)％，P：＜0.07％，S：＜0.03％，Sn(0.02～0.12)％。

Sn-Mn合金球墨铸铁磨球的制造方法：由冶炼工艺、铸造工艺、热处理工艺组合而成，热处理工艺是等温淬火工艺，等温淬火的步序是：I.将铸态Sn-Mn合金球墨铸铁加热至(840～890)℃。II.保温(60～100)分钟。III.取出至温度为(250～310)℃介质中等温淬火。IV.在该温度介质中保持(90～120)分钟。V.取出自然冷却。

本发明的技术方案，采用Sn-Mn合金球墨铸铁，其中锰Mn的含量可以超过0.5％，它克服了历来贝氏体球墨铸铁应用中的含锰量不能超过0.5％的技术偏见，传统的偏见是含锰量超过0.5％即会使球墨铸铁脆化，降低综合性能。应用本发明技术方案可得到性能良好、耐用的磨球，完成发明任务。

图1是本发明提出的一种新的磨球形状结构。

以下结合附图详细叙述本发明：

一种球磨机用磨球，磨球的材料是合金球墨铸铁，合金元素是锡Sn、锰Mn，其含量为C：(3.2～3.8)％，Si：(2.0～2.8)％，Mn：(0.5～2.5)％，P：＜0.07％，S：＜0.03％，Sn(0.02～0.12)％。

该Sn-Mn合金球墨铸铁球磨机用磨球的制造方法，由冶炼工艺、铸造工艺、热处理工艺组合而成，热处理采用等温淬火工艺，等温淬火工艺是：I.将铸态Sn-Mn合金球墨铸铁加热至(840～890)℃。II.保温(60～100)分钟。III.取出至温度为(250～310)℃介质中等温淬火。IV.在该温度介质中保持(90～120)分钟。V.取出自然冷却。

磨球(1)是空心厚壁形结构，其心部中空，中空部分是空心球形(2)或空心类球形(图1)。中心部空心球的直径为D1，整球直径为D2，则壁厚H＝(D2-D1)÷2，H有关系式：25毫米≤H≤45毫米。磨球(1)有贯通中心的直孔(3)。也可以是非空心的实体球。

实施例1：用常规冶炼、铸造工艺制出C：3.2％，Si：2.0％，Mn：0.7％，P：0.06％，S：0.02％，Sn：0.04％的铸态Sn-Mn合金球墨铸铁空心磨球，直径120毫米，H＝45毫米。用上述等温淬火工艺进行热处理后取出磨球。介质为硝酸盐。

实施例2：用常规冶炼、铸造工艺制出C：3.8％，Si：2.8％，Mn：2.5％，P：0.06％，S：0.02％，Sn：0.10％的铸态Sn-Mn合金球墨铸铁实心磨球，直径100毫米，用上述等温淬火工艺进行热处理后取出磨球。介质为硝酸盐。

将实施例磨球作金相、机械性能试验，得结果为：抗拉强度σ_B大于是1300MPa，冲击韧性Ak大于35J/cm²，硬度HR_C大于48度。金相组织为贝氏体，贝氏体+粤氏体，完全符合技术要求。

本发明技术中应用锡、锰合金化，既有利于综合机械性能的提高，又可降低制造成本，适量的锡Sn(0.02％～0.12％)，可强烈稳定铸态磨球的珠光体，使铸态磨球的珠光体稳定地达到60％～80％左右，从而可促进等温淬火中贝氏体的转变，以获得最优化的机械性能。锰对提高淬透性作用很强，因此适当高含量的锰(0.5％～2.5％)有利于较大壁厚的工件得到均匀的贝氏体组织。热处理工艺中的低温奥氏体及长时间的贝氏体化，克服了含锰不能超过0.5％的传统的技术偏见。

Sn、Mn元素完全可以依靠国内资源，价低，货多，降低成本，再加上空心球结构，降低了资源消耗，又进一步降低成本。由于磨球应用数量多，本技术为国为民可产生难以胜数的效益。