一种新型锻磨球的制作方法
【专利摘要】本发明涉及耐磨材料【技术领域】，它公开了一种新型锻磨球，包括以下重量百分比的化学成分：C0.80—1.40％，Si≤1.20％，Mn1.50—2.50％，Cr0.80—1.50％，Lu0.08—0.30％，Mo≤0.05％，B≤0.01％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量为Fe。本发明将稀土元素Lu加入到铸铁中，由于Lu在凝固过程中会通过溶质再分配而富集在初生奥氏体前沿熔体中，造成成分过冷，使初生奥氏体细化。同时Lu再生长共晶碳化物上活化吸附，促使共晶过冷度加大和共晶凝固范围增大，从而显著改善了铸铁共晶组织，所制得的新型锻磨球具有良好的耐磨性能，很好的抗冲击能力，强抗腐蚀性，使用寿命长，生产成本低。
【专利说明】一种新型锻磨球
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐磨材料【技术领域】，尤其涉及到一种新型锻磨球。
【背景技术】
[0002] 矿山行业是锻磨球的最大消耗行业，矿山行业用锻磨球占磨球消耗总量的一半以 上，其规模直接决定了锻磨球的市场容量。在国民经济持续稳定发展的背景下，我国矿石开 采量逐年增长，矿山行业需求的锻磨球消耗量保持了良好的增长态势。但是，目前国内市场 上出售的矿山用锻磨球存在着冲击韧性较低、耐磨抗腐蚀性能差等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨性能强，使用寿命长的新型锻磨球。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0005] -种新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 80- 1. 40%， Si ^ 1. 20 %, Mnl. 50-2. 50 %, CrO. 80-1. 50 %, LuO. 08-0. 30 %, Mo ^ 0. 05 %, B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量为 Fe。
[0006] 优选的，所述新型锻磨球包括以下重量百分比的化学成分：Cl. 00-1.40 %， SiO. 75-1. 20%, Mn2. 00-2. 50%, Crl. 20-1. 50%, LuO. 08-0. 30%, M〇0. 03-0. 05%, B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量为 Fe。
[0007] 优选的，包括以下重量百分比的化学成分：C1. 25 %，SiO. 85 %，Mn2. 00 %， Crl. 20%，LuO. 22%，Μ〇0· 03%，Β0· 01%，Ρ0· 02%，SO. 02%，余量为 Fe。
[0008] 更优选的，所述的新型锻磨球的制作方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：
[0009] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述锻磨球的配比进行配料；
[0010] ⑵将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1480- 1520°C ;
[0011] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0012] (4)将元素合格的钢水在温度1400- 1420°C下进行细流浇铸；
[0013] (5)冷却1-2小时后开模，将冷却后的锻磨球进行分离、精磨；
[0014] (6)将精磨后的锻磨球投入加热炉，升温至480-500°C，保温2 -2. 5小时；
[0015] (7)在温度为870-980°C的油池中淬火，30-35min后空冷至室温，投入回火炉；
[0016] (8)回火炉温度控制在175-195°C，回火3-5小时，冷却至室温即得成品。
[0017] 碳：决定共晶碳化物的数量，碳含量增大，合金钢的屈服点和抗拉强度升高。但 含量过高将导致钢球在冷却结晶过程中生成粗大的块状晶碳化合物，使磨球的冲击性、塑 性和抗腐蚀性都降低。但碳含量少会使钢球耐磨性降低，因此碳含量必须适中，控制在 2. 12 ?2. 82%。
[0018] 硅（Si):硅是显著促进铸铁石墨化的元素，含量过高时，将降低钢球的耐磨性，并 使材料脆性增加，硅含量控制在〇. 38?0. 57%之间。
[0019] 锰（Μη):猛能增加碳和铁的结合力，同时与硫生成MnS消弱S的有害作用，而且Μη 还能增加钢水的流动性，但过多的锰含量将导致钢的抗腐蚀能力减弱。
[0020] 磷（P):在铸造或者热处理过程中，硫磷是裂纹源，硫会降低铁水流动性，并使铸 铁缺陷，磷含量过高，将降低材料的强度，增加冷脆性。
[0021] 硫（S):硫通常是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的韧性、延展性和耐腐蚀性， 所以通常要求硫含量小。
[0022] 铬（Cr):铬是强化碳化物的形成元素，能有效防止游离态的石墨产生，使普通渗 碳体转变为合金渗碳体，以提高钢的强度和硬度，具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性能、阻止 石墨化、提高淬透性，但同时降低塑性和韧性。
[0023] 稀土具有较大的原子半径，在铁中溶解度很小。由于具有很大的电负性，因此 它们的化学性质很活泼，能在钢中形成一系列极为稳定的化合物，成为非自发结晶核心， 从而起到细化晶粒的作用。另外，稀土是表面活性元素，可以增大结晶核心产生速度，阻 止晶粒生长。晶粒的细化，有利于钢塑韧性的提高。随着稀土含量的增加，晶粒细化越明 显，这与稀土元素能增加奥氏体晶界迁移的激活能有关。
[0024] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：将稀土元素 Lu加入到铸铁中，由于Lu在 凝固过程中会通过溶质再分配而富集在初生奥氏体前沿熔体中，造成成分过冷，使初生奥 氏体细化。同时Lu再生长共晶碳化物上活化吸附，促使共晶过冷度加大和共晶凝固范围增 大，从而显著改善了铸铁共晶组织，所制得的新型锻磨球具有良好的耐磨性能，很好的抗冲 击能力，强抗腐蚀性，使用寿命长,生产成本低。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0026] 实施例一：
[0027] 一种新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C1. 40%， Sil. 20%，Μη2· 50%，Crl. 50%，LuO. 30%，Β0· 01%，Ρ0· 04%，SO. 04%，余量为 Fe ;
[0028] 所述新型锻磨球的制作方法包括以下顺序步骤：
[0029] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述锻磨球的配比进行配料；
[0030] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1520°C ;
[0031] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0032] (4)将元素合格的钢水在温度1420°C下进行细流浇铸；
[0033] (5)冷却2小时后开模，将冷却后的锻磨球进行分离、精磨；
[0034] (6)将精磨后的锻磨球投入加热炉，升温至500°C，保温2. 5小时；
[0035] (7)在温度为980°C的油池中淬火，35min后空冷至室温，投入回火炉；
[0036] (8)回火炉温度控制在195°C，回火5小时，冷却至室温即得成品。
[0037] 实施例二：
[0038] 一种新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 80%， Sil. 00%，Mnl. 50%，CrO. 80%，LuO. 08%，Μ〇0· 05%，余量为 Fe ;
[0039] 所述新型锻磨球的制作方法包括以下顺序步骤：
[0040] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述锻磨球的配比进行配料；
[0041] ⑵将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1480°C ;
[0042] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0043] (4)将元素合格的钢水在温度1400°C下进行细流浇铸；
[0044] (5)冷却1小时后开模，将冷却后的锻磨球进行分离、精磨；
[0045] (6)将精磨后的锻磨球投入加热炉，升温至480°C，保温2小时；
[0046] (7)在温度为870°C的油池中淬火，30min后空冷至室温，投入回火炉；
[0047] (8)回火炉温度控制在175°C，回火3小时，冷却至室温即得成品。
[0048] 实施例三：
[0049] 一种新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C1. 00 %， SiO. 75%，Μη2· 00%，Crl. 20%，LuO. 20%，Μ〇0· 03%，Β0· 005%，Ρ0· 005%，SO. 02%，余量 为Fe ;
[0050] 所述新型锻磨球的制作方法包括以下顺序步骤：
[0051] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述锻磨球的配比进行配料；
[0052] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1500°C ;
[0053] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0054] (4)将元素合格的钢水在温度14KTC下进行细流浇铸；
[0055] (5)冷却1. 5小时后开模，将冷却后的锻磨球进行分离、精磨；
[0056] (6)将精磨后的锻磨球投入加热炉，升温至490°C，保温2. 3小时；
[0057] (7)在温度为900°C的油池中淬火，32min后空冷至室温，投入回火炉；
[0058] (8)回火炉温度控制在185°C，回火4小时，冷却至室温即得成品。
[0059] 实施例四：
[0060] 一种新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C1. 25%， SiO. 85%，Μη2· 00%，Crl. 20%，LuO. 24%，Μ〇0· 03%，Β0· 01%，Ρ0· 02%，SO. 02%，余量为 Fe ；
[0061] 所述新型锻磨球的制作方法包括以下顺序步骤：
[0062] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述锻磨球的配比进行配料；
[0063] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1510°C ;
[0064] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
[0065] (4)将元素合格的钢水在温度1405°C下进行细流浇铸；
[0066] (5)冷却1. 8小时后开模，将冷却后的锻磨球进行分离、精磨；
[0067] (6)将精磨后的锻磨球投入加热炉，升温至485°C，保温2. 3小时；
[0068] (7)在温度为950°C的油池中淬火，33min后空冷至室温，投入回火炉；
[0069] (8)回火炉温度控制在190°C，回火4. 5小时，冷却至室温即得成品。
[0070] 实施例五：
[0071] 一种新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 95%， Mnl. 85%，Cr 1. 45%，LuO. 25%，Μ〇0· 005%，Β0· 005%，Ρ0· 02%，SO. 005%，余量为 Fe ;
[0072] 所述新型锻磨球的制作方法包括以下顺序步骤：
[0073] (1)采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述锻磨球的配比进行配料；
[0074] (2)将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1505°C ;
[0075] (3)对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比；
【权利要求】
1. 一种新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0. 80-1.40%， Si ^ 1. 20 %, Mnl. 50-2. 50 %, CrO. 80-1. 50 %, LuO. 08-0. 30 %, Mo ^ 0. 05 %, B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量为 Fe。
2. 根据权利要求1所述的新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分： C1. 00-1. 40%, SiO. 75-1. 20%, Mn2. 00-2. 50%, Crl. 20-1. 50%, LuO. 08-0. 30%, Μ〇0· 03-0· 05%，B 彡 0· 01%，P 彡 0· 04%，S 彡 0· 04%，余量为 Fe。
3. 根据权利要求1所述的新型锻磨球，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分： C1. 25%,SiO. 85%,Mn2. 00%,Crl. 20%,LuO. 24%,M〇0. 03%,B0. 01%,P0. 02%,SO. 02%, 余量为Fe。
4. 根据权利要求1所述的新型锻磨球的制作方法，其特征在于，包括以下顺序步骤： (1) 采用废钢、合金、镍铁、锰铁、钥铁为原料按照所述锻磨球的配比进行配料； (2) 将配好的原料置入中频电炉进行熔炼，熔炼温度为1480- 1520°C ; (3) 对熔炼得到的钢水进行检验分析，根据检验结果对钢水进行元素二次配比； (4) 将元素合格的钢水在温度1400- 1420°C下进行细流浇铸； (5) 冷却1一2小时后开模，将冷却后的锻磨球进行分离、精磨； (6) 将精磨后的锻磨球投入加热炉，升温至480- 500°C，保温2 - 2. 5小时； (7) 在温度为870- 980°C的油池中淬火，30- 35min后空冷至室温，投入回火炉； (8) 回火炉温度控制在175-195°C，回火3-5小时，冷却至室温即得成品。
【文档编号】C22C37/10GK104087816SQ201410286873
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】李根有, 李骏 申请人:宁国市正兴耐磨材料有限公司