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一种耐磨高硬度高韧性球磨机研磨体的制备工艺

阅读:1022发布:2020-11-10

专利汇可以提供一种耐磨高硬度高韧性球磨机研磨体的制备工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种耐磨高硬度高韧性 球磨机 用 研磨 体的制备工艺,包括如下步骤:用高 铝 矾土打结熔炼炉衬后,向 感应炉 中通入,然后向熔炼炉中加入生 铁 、中 碳 钢 及钼铁,升温加入烘干处理的 电解 锰、铬铁、 硅 铁、 硼 铁及铌铁后,升温加入 脱 氧 剂 保温得到 衬板 基液,加入铈铁 合金 保温, 铸造 ,冷却得到预成型衬板;其中预成型板材的组分按重量百分比包括:碳1-1.8,铬16-18,稀土元素2.4-2.6, 钙 1.3-1.6,锰1.2-1.3,钨1.3-1.6,硅0.6-0.8, 钛 1.5-1.6,硫0.02-0.05,磷0.01-0.03,余量为铁和不可避免的杂质;然后进行奥氏体化处理,淬火,回火处理,冷却,出炉得到耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体。,下面是一种耐磨高硬度高韧性球磨机研磨体的制备工艺专利的具体信息内容。

1.一种耐磨高硬度高韧性球磨机研磨体的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1、用高矾土打结熔炼炉衬后,向感应炉中通入氩气使感应炉中含量小于2%,氩气流速为20-35L/min,然后向熔炼炉中加入生、中及钼铁,以50-80℃/h的速度升温至1300-1450℃,继续加入烘干处理的电解锰、铬铁、铁、铁及铌铁后,以5-10℃/h的速度升温至1500-1530,然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温35-40min得到衬板基液,保温过程中抽真空维持负压为0.3-0.5kPa,将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15-35min,然后浇入铸型型腔中进行铸造,冷却得到预成型衬板;
其中预成型板材的组分按重量百分比包括:碳1-1.8%,铬16-18%,稀土元素
2.4-2.6%,1.3-1.6%,锰1.2-1.3%,钨1.3-1.6%,硅0.6-0.8%,1.5-1.6%,硫
0.02-0.05%,磷0.01-0.03%,余量为铁和不可避免的杂质;
S2、将加热炉温度预热至200-250℃,然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理,首先以
20-40℃/小时的升温速度将衬板铸件加热到650-700℃,保温4-5小时,然后继续升温至
950-1000℃,升温过程遵循正切变化规律,保温3-4.5小时。
S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火,淬火油的温度为
150-180℃;
S4、将S3得到的产物加热到250-300℃,保温4-5小时进行回火处理,继续加热到
220-245℃,保温1-3小时进行回火处理,经冷却,出炉得到耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体。
2.根据权利要求1所述的耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,其特征在于,在S1中,向熔炼炉中加入生铁、中碳钢及钼铁,以65℃/h的速度升温至1420℃,继续加入烘干处理的电解锰、铬铁、硅铁、硼铁及铌铁后,以8℃/h的速度升温至1520,然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温38min得到衬板基液,保温过程中抽真空维持负压为0.3kPa,将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温30min。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,其特征在于,在S1中,预成型板材由以下组分组成:碳1.5%,铬17.5%,稀土元素2.5%,钙
1.52%,锰1.24%,钨1.4%,硅0.75%,钛1.53%,硫0.045%,磷0.02%,余量为铁和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,其特征在于,在S2中,将加热炉温度预热至230℃,然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理,首先以35℃/小时的升温速度将衬板铸件加热到680℃,保温4.5小时,然后继续升温至
980℃,升温过程遵循正切变化规律,保温4小时。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,其特征在于,在S3中,淬火油的温度为160-165℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,其特征在于,在S3中,将S3得到的产物加热到280-295℃,保温4-5小时进行回火处理,继续加热到230-235℃,保温1-3小时进行回火处理,经冷却,出炉得到耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体。

说明书全文

一种耐磨高硬度高韧性球磨机研磨体的制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及球磨机用研磨体技术领域,尤其涉及一种耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺。

背景技术

[0002] 球磨机研磨体是球磨机设备研磨物料介质,通过球磨机研磨体之间、研磨体与物料之间,研磨体与衬板之间的碰撞摩擦产生磨削作用,从而将物料的粒径进一步减小。现有技术中,研磨体工作对象多为泥、炭、矿石、煤渣等,研磨体在使用时的硬度和耐磨性是影响球磨整形效果的主要因素之一,在研磨过程中研磨体与磨料、研磨体与磨段之间发生的冲撞不可避免,因此,还要求研磨体有一定的韧性,避免破裂,这就对研磨体的成分提出高等级的要求。

发明内容

[0003] 本发明提出了一种耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,成本低,制品耐磨性能优异,硬度高,韧性好,冲击韧度及抗拉强度也较优异。
[0004] 本发明提出的一种耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,包括如下步骤:
[0005] S1、用高矾土打结熔炼炉衬后,向感应炉中通入氩气使感应炉中含量小于2%,氩气流速为20-35L/min,然后向熔炼炉中加入生、中及钼铁,以50-80℃/h的速度升温至1300-1450℃,继续加入烘干处理的电解锰、铬铁、铁、铁及铌铁后,以
5-10℃/h的速度升温至1500-1530,然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温35-40min得到衬板基液,保温过程中抽真空维持负压为0.3-0.5kPa,将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温
15-35min,然后浇入铸型型腔中进行铸造,冷却得到预成型衬板;
[0006] 其中预成型板材的组分按重量百分比包括:碳1-1.8%,铬16-18%,稀土元素2.4-2.6%,1.3-1.6%,锰1.2-1.3%,钨1.3-1.6%,硅0.6-0.8%,1.5-1.6%,硫
0.02-0.05%,磷0.01-0.03%,余量为铁和不可避免的杂质;
[0007] S2、将加热炉温度预热至200-250℃,然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理,首先以20-40℃/小时的升温速度将衬板铸件加热到650-700℃,保温4-5小时,然后继续升温至950-1000℃,升温过程遵循正切变化规律,保温3-4.5小时。
[0008] S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火,淬火油的温度为150-180℃;
[0009] S4、将S3得到的产物加热到250-300℃,保温4-5小时进行回火处理,继续加热到220-245℃,保温1-3小时进行回火处理,经冷却,出炉得到耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体。
[0010] 优选地,在S1中,向熔炼炉中加入生铁、中碳钢及钼铁,以65℃/h的速度升温至1420℃,继续加入烘干处理的电解锰、铬铁、硅铁、硼铁及铌铁后,以8℃/h的速度升温至
1520,然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温38min得到衬板基液,保温过程中抽真空维持负压为0.3kPa,将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温30min。
[0011] 优选地,在S1中,预成型板材由以下组分组成:碳1.5%,铬17.5%,稀土元素2.5%,钙1.52%,锰1.24%,钨1.4%,硅0.75%,钛1.53%,硫0.045%,磷0.02%,余量为铁和不可避免的杂质。
[0012] 优选地,在S2中,将加热炉温度预热至230℃,然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理,首先以35℃/小时的升温速度将衬板铸件加热到680℃,保温4.5小时,然后继续升温至980℃,升温过程遵循正切变化规律,保温4小时。
[0013] 优选地,在S3中,淬火油的温度为160-165℃。
[0014] 优选地,在S3中,将S3得到的产物加热到280-295℃,保温4-5小时进行回火处理,继续加热到230-235℃,保温1-3小时进行回火处理,经冷却,出炉得到耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体。
[0015] 本发明中,通过在中碳钢中添加以锰、铬、硅为主的合金元素和少量的钼、硼、铌、合金元素,对中碳钢进行复合强化处理,改善了中碳钢的组织和淬透性,同时采用合理的铸造方法,通过熔炼工艺过程和热处理工艺过程来充分发挥锰、铬、硅、钼、硼、铌、合金元素的作用,通过合理控制预成型板材中各组分的含量处于一定的范围内,提高了研磨体的韧性和耐磨性能,达到了大型球磨机用研磨体所需的综合性能,制得的研磨体成品的质量好,使用寿命显著延长。通过加入价格廉价的硅、锰为主要合金元素,铬的添加量控制在一定的范围内,因此生产成本低,而且铸造方法简单,制得的研磨体成品的价格与高锰钢相当,本发明具有显著的经济效益和社会效益。铈铁稀土合金变质处理和热处理可产网状碳化物分割成状,减弱碳化物对基体的分割作用,使基体的连续性得到改善,产品冲击韧性增高,且具有良好的耐磨性能,且块状碳化物对应集中缓冲作用比连续网状碳化物大,因为对磨料反复冲击产生的疲劳裂纹的萌生及扩展阻力相对大些,减少研磨体剥落现象,且对研磨体的磨损也起着保护作用,耐磨性能优异。送入淬火液中急剧降温和回火工艺,研磨体的韧性好,硬度及耐磨性能大幅提高,制品强度大大增加,并可显著降低球磨机内研磨体与磨球之间的摩擦损耗,上述制品耐磨性能优异,硬度高,韧性好,冲击韧度及抗拉强度也较优异。

具体实施方式

[0016] 实施例1
[0017] 一种耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,包括如下步骤:
[0018] S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后,向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2%,氩气流速为30L/min,然后向熔炼炉中加入生铁、中碳钢及钼铁,以65℃/h的速度升温至1420℃,继续加入烘干处理的电解锰、铬铁、硅铁、硼铁及铌铁后,以8℃/h的速度升温至1520,然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温38min得到衬板基液,保温过程中抽真空维持负压为0.3kPa,将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温30min,然后浇入铸型型腔中进行铸造,冷却得到预成型衬板,然后浇入铸型型腔中进行铸造,冷却得到预成型衬板;
[0019] 其中预成型板材由以下组分组成:碳1.5%,铬17.5%,稀土元素2.5%,钙1.52%,锰1.24%,钨1.4%,硅0.75%,钛1.53%,硫0.045%,磷0.02%,余量为铁和不可避免的杂质;
[0020] S2、将加热炉温度预热至230℃,然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理,首先以35℃/小时的升温速度将衬板铸件加热到680℃,保温4.5小时,然后继续升温至980℃,升温过程遵循正切变化规律,保温4小时。
[0021] S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火,淬火油的温度为162℃;
[0022] S4、将S3得到的产物加热到285℃,保温4.5小时进行回火处理,继续加热到232℃,保温1.5小时进行回火处理,经冷却,出炉得到耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体。
[0023] 实施例2
[0024] 一种耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,包括如下步骤:
[0025] S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后,向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2%,氩气流速为20L/min,然后向熔炼炉中加入生铁、中碳钢及钼铁,以80℃/h的速度升温至1300℃,继续加入烘干处理的电解锰、铬铁、硅铁、硼铁及铌铁后,以10℃/h的速度升温至1500,然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温35-40min得到衬板基液,保温过程中抽真空维持负压为0.5kPa,将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15min,然后浇入铸型型腔中进行铸造,冷却得到预成型衬板;
[0026] 其中预成型板材的组分按重量百分比包括:碳1.8%,铬16%,稀土元素2.6%,钙1.3%,锰1.3%,钨1.3%,硅0.8%,钛1.5%,硫0.05%,磷0.01%,余量为铁和不可避免的杂质;
[0027] S2、将加热炉温度预热至250℃,然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理,首先以20℃/小时的升温速度将衬板铸件加热到700℃,保温4小时,然后继续升温至1000℃,升温过程遵循正切变化规律,保温3小时。
[0028] S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火,淬火油的温度为180℃;
[0029] S4、将S3得到的产物加热到250℃,保温5小时进行回火处理,继续加热到220℃,保温3小时进行回火处理,经冷却,出炉得到耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体。
[0030] 实施例3
[0031] 一种耐磨高硬度高韧性球磨机用研磨体的制备工艺,包括如下步骤:
[0032] S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后,向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2%,氩气流速为35L/min,然后向熔炼炉中加入生铁、中碳钢及钼铁,以50℃/h的速度升温至1450℃,继续加入烘干处理的电解锰、铬铁、硅铁、硼铁及铌铁后,以5℃/h的速度升温至1530,然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温35min得到衬板基液,保温过程中抽真空维持负压为0.5kPa,将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15min,然后浇入铸型型腔中进行铸造,冷却得到预成型衬板;
[0033] 其中预成型板材的组分按重量百分比包括:碳1.8%,铬16%,稀土元素2.6%,钙1.3%,锰1.3%,钨1.3%,硅0.8%,钛1.5%,硫0.05%,磷0.01%,余量为铁和不可避免的杂质;
[0034] S2、将加热炉温度预热至250℃,然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理,首先以20℃/小时的升温速度将衬板铸件加热到700℃,保温4小时,然后继续升温至1000℃,升温过程遵循正切变化规律,保温3小时。
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