一种耐磨高铬磨球及其制备方法 |
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| 申请号 | CN202311430459.0 | 申请日 | 2023-10-31 | 公开(公告)号 | CN117587322A | 公开(公告)日 | 2024-02-23 |
| 申请人 | 宁国市华丰耐磨材料有限公司; | 发明人 | 陈全心; 程琦; 桂劲松; 戴婧; 方剑锋; 黄勇; 陈倩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种耐磨高铬磨球，其原料按重量份包括：Cr 15‑16％、C3‑3.2％、Si 0.4‑0.5％、Mn 0.9‑1.1％、V 1‑1.2％、Mo 1‑1.2％、B 0.06‑0.08％、Ce0.04‑0.06％，余量为Fe。本发明还公开了上述耐磨高铬磨球的制备方法，包括如下步骤：S1、取 合金 液浇铸成型得到磨球坯料，其中，合金液的成分如上述耐磨高铬磨球；S2、取磨球坯料进行奥氏体化处理，然后淬火，回火，最后在回火炉中自然冷却室温得到耐磨高铬磨球。本发明所述耐磨高铬磨球具有的硫化的 耐磨性 、硬度和抗冲击性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种耐磨高铬磨球，其特征在于，其原料按重量份包括：Cr 15‑16％、C3‑3.2％、Si |
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| 说明书全文 | 一种耐磨高铬磨球及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及高铬磨球技术领域，尤其涉及一种耐磨高铬磨球及其制备方法。 背景技术[0002] 高铬磨球是现代工业不可或缺的一种耐磨材料，其被广泛用于水泥建材、金属矿山、煤浆火电、化学工程、陶瓷涂料、轻工造纸、磁性材料等行业的粉体制备与超细深加工。其具有较高的硬度和耐磨性，但是其抗冲击性能并不高，在使用过程中常会出现破碎、剥落、失圆变形的问题，降低磨球的使用寿命；因此需要提高高铬磨球的抗冲击性能。 发明内容[0003] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐磨高铬磨球及其制备方法，本发明所述耐磨高铬磨球具有的硫化的耐磨性、硬度和抗冲击性能。 [0004] 本发明提出了一种耐磨高铬磨球，其原料按重量份包括：Cr 15‑16％、C3‑3.2％、Si 0.4‑0.5％、Mn 0.9‑1.1％、V 1‑1.2％、Mo 1‑1.2％、B 0.06‑0.08％、Ce0.04‑0.06％，余量为Fe。 [0005] 优选地，其原料按重量份包括：Cr 15.5％、C 3.1％、Si 0.45％、Mn 1.0％、V 1.1％、Mo 1.1％、B 0.07％、Ce 0.05％，余量为Fe。 [0006] 本发明选用V、Mo代替部分Cr，形成硬度更高的碳化物，提高磨球的硬度，并且适当降低了Cr含量，改善了磨球脆性易碎的问题；另外V、Mo形成碳化物，占有一定量的碳原子，避免共晶碳化物的快速生长，并且可以组织碳的扩散，从而抑制碳化物枝条的形成，进一步提高磨球的抗冲击性能，改善磨球脆性易碎的问题；还选用B、Ce相互配合，可以细化组织并使得碳化物向颗粒状转变，从而大幅提高磨球的硬度、耐磨性能和抗冲击性能。 [0007] 本发明还提出了上述耐磨高铬磨球的制备方法，包括如下步骤： [0008] S1、取合金液浇铸成型得到磨球坯料，其中，合金液的成分如上述耐磨高铬磨球； [0009] S2、取磨球坯料进行奥氏体化处理，然后淬火，回火，最后在回火炉中自然冷却室温得到耐磨高铬磨球。 [0010] 优选地，奥氏体温度为900‑950℃，时间为2‑4h。 [0011] 优选地，淬火的程序为：用盐浴进行淬火至磨球坯料的表面温度为160‑180℃，然后取出空冷至室温。 [0012] 优选地，盐浴的温度为150‑160℃。 [0013] 优选地，盐浴中含有0.6‑0.7wt％的水。 [0014] 本发明选用合适的盐浴进行淬火，适当降低磨球坯料的冷却速度，促进奥氏体向马氏体转变，提高马氏体的含量，并与B、Ce相互配合，使得马氏体成板条状均匀分布在组织中，提高其硬度和耐磨性；当磨球坯料的表面温度为160‑180℃时转成空冷，进一步促进马氏体的生成，提高磨球耐磨性。 [0015] 优选地，回火温度为450‑500℃，回火时间为10‑12h。 [0016] 本发明选用合适的回火温度，并与B、Ce相互配合，可以进一步获得回火马氏体，提高磨球的耐磨性，并保留一定数量的残余奥氏体，均匀分散在组织中，提高磨球的韧性。 [0017] 有益效果： [0018] 本发明选用V、Mo代替部分Cr，形成硬度更高的碳化物，提高磨球的硬度，并且适当降低了Cr含量，改善了磨球脆性易碎的问题；另外V、Mo形成碳化物，占有一定量的碳原子，避免共晶碳化物的快速生长，并且可以组织碳的扩散，从而抑制碳化物枝条的形成，进一步提高磨球的抗冲击性能，改善磨球脆性易碎的问题；还选用B、Ce相互配合，可以细化组织并使得碳化物向颗粒状转变，从而大幅提高磨球的硬度、耐磨性能和抗冲击性能；并结合适宜的淬火、回火工艺，使得磨球具有的硫化的耐磨性、硬度和抗冲击性能。 具体实施方式[0019] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。 [0020] 实施例1 [0021] 一种耐磨高铬磨球，其原料按重量份包括：Cr 15％、C 3.2％、Si 0.4％、Mn1.1％、V 1％、Mo 1.2％、B 0.06％、Ce 0.06％，余量为Fe。 [0022] 上述耐磨高铬磨球的制备方法，包括如下步骤： [0023] S1、取合金液浇铸成型得到磨球坯料，其中，合金液的成分如上述耐磨高铬磨球； [0024] S2、取磨球坯料升温至900℃保温4h进行奥氏体化，然后用含有0.6wt％的水、温度为160℃的硝盐进行淬火至磨球坯料的表面温度为180℃，然后取出空冷至室温，再在500℃的回火炉中保温10h，最后在回火炉中自然冷却室温得到耐磨高铬磨球。 [0025] 实施例2 [0026] 一种耐磨高铬磨球，其原料按重量份包括：Cr 16％、C 3％、Si 0.5％、Mn 0.9％、V 1.2％、Mo 1％、B 0.08％、Ce 0.04％，余量为Fe。 [0027] 上述耐磨高铬磨球的制备方法，包括如下步骤： [0028] S1、取合金液浇铸成型得到磨球坯料，其中，合金液的成分如上述耐磨高铬磨球； [0029] S2、取磨球坯料升温至950℃保温2h进行奥氏体化，然后用含有0.7wt％的水、温度为150℃的硝盐进行淬火至磨球坯料的表面温度为160℃，然后取出空冷至室温，再在450℃的回火炉中保温12h，最后在回火炉中自然冷却室温得到耐磨高铬磨球。 [0030] 实施例3 [0031] 一种耐磨高铬磨球，其原料按重量份包括：Cr 15.5％、C 3.1％、Si 0.45％、Mn 1.0％、V 1.1％、Mo 1.1％、B 0.07％、Ce 0.05％，余量为Fe。 [0032] 上述耐磨高铬磨球的制备方法，包括如下步骤： [0033] S1、取合金液浇铸成型得到磨球坯料，其中，合金液的成分如上述耐磨高铬磨球； [0034] S2、取磨球坯料升温至925℃保温3h进行奥氏体化，然后用含有0.65wt％的水、温度为155℃的硝盐进行淬火至磨球坯料的表面温度为170℃，然后取出空冷至室温，再在475℃的回火炉中保温11h，最后在回火炉中自然冷却室温得到耐磨高铬磨球。 [0035] 对比例1 [0036] 不含V、Mo，其他同实施例3。 [0037] 对比例2 [0038] 不含B、Ce，其他同实施例3。 [0039] 对比例3 [0040] 在S2中，将盐浴替换成温度为155℃的淬火油，其他同实施例3。 [0041] 对比例4 [0042] 在S2中，淬火为直接空冷至室温，其他同实施例3。 [0043] 取实施例1‑3和对比例1‑4制得的磨球，进行性能检测，结果如表1所示。 [0044] 按GB/T 230.1‑2009进行硬度测试；按GB/T 229‑2020进行冲击韧性测试。 [0046] Ws＝Δm/m，其中，Ws为耐磨率；Δm为磨损前后的质量差/mg；m为磨球样品原质量/mg。 [0047] 表1检测结果 [0048] 2分组 表面硬度HRC 冲击韧性J/cm 耐磨率 ‑4 实施例1 64.8 3.5 1.4×10 ‑4 实施例2 65.5 3.0 1.0×10 ‑4 实施例3 65.0 3.2 1.1×10 ‑4 对比例1 59.3 2.4 2.5×10 ‑4 对比例2 59.7 2.6 2.1×10 ‑4 对比例3 58.3 2.3 2.9×10 ‑4 对比例4 57.5 2.0 3.2×10 [0049] 由表1可以看出，使用本发明所述制备方法，可以使得高铬磨球的具有良硬度的同时，还具有较好的韧性。 [0050] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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