[发明专利]一种多元合金铸铁磨球及其制备方法

摘要

本发明提供了一种多元合金铸铁磨球的制备方法，按照质量分数将87.3～88.7％的40Cr钢屑、3.0～3.5％的硅铁、3.0～3.5％的含氮锰铁、4.5～4.8％增碳剂、0.18～0.20％的金属铝和0.5～0.8％的硅钙钡合金采用电炉熔炼冶炼而成。本发明还公开了采用上述方法制备得到的多元合金铸铁磨球。本发明磨球以40Cr钢屑为主要原料，不含价格昂贵的镍、钼、钒等合金元素，生产成本低廉，具有强度和硬度高，韧性和耐磨性好等特点，磨球使用后表面硬度提高3‑5HRC。推广应用本发明磨球，具有显著的经济和社会效益。

主权项

1.一种多元合金铸铁磨球的制备方法，其特征在于，按照质量分数将87.3～88.7％的40Cr钢屑、3.0～3.5％的硅铁、3.0～3.5％的含氮锰铁、4.5～4.8％增碳剂、0.18～0.20％的金属铝和0.5～0.8％的硅钙钡合金采用电炉熔炼冶炼而成；具体按以下步骤实施：步骤1，按照质量分数称取：87.3～88.7％的40Cr钢屑、3.0～3.5％的硅铁、3.0～3.5％的含氮锰铁、4.5～4.8％增碳剂、0.18～0.20％的金属铝和0.5～0.8％的硅钙钡合金，以上组分质量分数之和为100％；所述40Cr钢屑的化学成分质量分数为：0.37～0.45％C，0.17～0.37％Si，0.5～0.8％Mn，0.8～1.1％Cr，＜0.035％S，＜0.035％P，余量为Fe和其它不可避免杂质，各元素的总和为100％；所述硅铁的化学成分质量分数为：74.0～80.0％Si，＜0.5％Al，＜1.0％Ca，＜0.4％Mn，＜0.3％Cr，＜0.035％P，＜0.020％S，＜0.10％C，余量为Fe和其它不可避免杂质，各元素的总和为100％；所述含氮锰铁的化学成分质量分数为：80～84％Mn，0.1～0.5％C，＜2.0％Si，＜0.15％P，＜0.030％S，1.9～2.4％N，余量为Fe和其它不可避免杂质，各元素的总和为100％；所述增碳剂的化学组成质量分数为：固定碳≥98.5％，灰分≤0.8％，挥发分≤0.5％，水分≤0.5％，S≤0.02％；所述硅钙钡合金的化学成分质量分数为：40～45％Si，10～12％Ca，10～12％Ba，≤0.8％C，≤0.04％P，≤0.06％S，余量为Fe和其它不可避免杂质，各元素的总和为100％；步骤2，将40Cr钢屑、硅铁、含氮锰铁、增碳剂在电炉内混合加热熔化，当铁水温度升至1560～1585℃时，依次加入0.5～0.8％的硅钙钡合金和0.18～0.20％的金属铝，保温3.0～4.5分钟后出炉到浇包，并在铁水出炉过程中，随铁水流加入多元合金孕育剂，多元合金孕育剂加入量占进入浇包内铁水质量分数的0.80～0.95％，浇包底部预先放置了颗粒尺寸为14～18mm的多元铜合金颗粒，多元铜合金颗粒加入量占进入浇包内铁水质量分数的0.98～1.15％；所述多元合金孕育剂的化学成分质量分数为：68～72％Si，2.0～2.4％Sr，1.6～1.9％Ce，1.4～1.8％Ca，2.6～3.1％Ba，＜0.6％Mn，＜0.02％S，＜0.03％P，余量为Fe和其它不可避免杂质，各元素的总和为100％；所述多元铜合金颗粒的化学成分质量分数为：25～28％Mg，3.5～4.8％Ce，10.0～11.5％Ti，余量为Cu和其它不可避免杂质，各元素的总和为100％；步骤3，当铁水温度降至1395～1425℃时浇入铸型，铁水浇注1～3小时后开箱空冷，打掉浇冒口，清理残根、飞边、毛刺，得到铸态磨球；步骤4，将铸态磨球重新随炉加热至920～950℃，保温2～3h后，喷水冷却，当磨球表面温度降至390～450℃时，停止喷水，并将磨球放入已经加热至温度为290～350℃炉中保温6～8h后，出炉空冷至室温，即可获得多元合金铸铁磨球。