[發明專利]一種高鉻耐磨鑄鐵磨片及其制造方法

無效

• 申請號: 200710178681.0
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101195890A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 符寒光;雷永平;李學藝
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;D21D1/20;C22C33/10;C21C7/06;B22D1/00;B22D29/00;C21D5/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明為各類磨漿機磨片及其制造方法，特別涉及一種高鉻耐磨鑄鐵磨片及其制造方法，屬于造紙技術領域。

背景技術

磨漿工藝是制漿造紙過程中一個非常重要的環節，它對提高紙張的各項物理指標有著極其重要的作用。磨漿機能耗大，幾乎占去整個制漿造紙廠總能耗的20％。在制漿中，磨片是非常重要的零件并且易損壞。它的壽命直接影響到紙漿的生產效率、質量及能耗。因此，在材料選取上，磨片必須具備良好的耐磨性和比較好的韌性。磨片的磨損大致可以分成兩種形式，第一種是由磨片的正常功能引起的磨損稱之為正常磨損；第二種是由非功能性引起的磨損稱之為非正常磨損。這兩者本身也不是完全孤立的，對于磨漿機打漿來說，正常的磨損主要包括摩擦疲勞磨損、沖蝕磨損和磨粒磨損，非正常的磨損主要為磨片大面積斷齒及磨片的碎裂。在早期，鎳硬鑄鐵作為磨片材料被廣泛地應用，但這種材料由于其韌性太差而且耐腐蝕性不好已逐漸淘汰。目前國外磨片材料主要采用的是不銹鋼和高鉻鑄鐵，而國內主要以不銹鋼為主。盡管不銹鋼擁有好的韌性和耐蝕性，但其耐磨性較低，且熔煉操作及制造工藝相對復雜且不易控制，另外還含有價格昂貴的鎳、鉬等合金元素，導致造價昂貴(Xiang?Hong-liang?et?al.，Study?on?the?new?materials?for?fiberboardrefiner?plate?of?defibrator，Journal?of?Forestry?Research，2003，14(1)：89-92?and?M.Scholl?et?al.，Deterioration?behavior?of?thermomechanical?refiner?plates，Wear，1997，203-204：65-76)。高鉻鑄鐵具有更好的耐磨性，但其韌性比不銹鋼差，直接用普通高鉻鑄鐵制作磨片，工作時受到漿料中的硬粒子的持續沖擊，使磨片齒發生沖蝕磨損或折斷，這些脫落下來的金屬粒子混合在漿料中，加劇了磨片的早期失效。在非正常工作條件下，磨片還會發生相互間的直接接觸和碰撞，易引起磨片基體的碎裂，導致磨片使用壽命短。

中國發明專利CN1067072公開了一種含稀土的抗磨損抗腐蝕抗氣蝕的鑄鋼。其成分范圍：0.15～0.40％C、7.2～13.5％Cr、1.5～6.0％Mn、0.60～0.80Si、0.02～0.2％RE、0.2～0.4％Mo、0.2～0.5％Cu、0.04～0.08％Al、釩或鈦占0.1％，余為鐵。該發明的鑄鋼，具有高強度、高韌性和良好的抗腐蝕、抗氣蝕性能，特別適于鑄造生產大型形狀復雜的要求抗磨損、抗腐蝕、抗氣蝕的構件，如大型磨紙漿機的磨盤。該鑄鋼中所含的高硬度碳化物數量較少，耐磨性較差。中國發明專利CN1748913還公開了磨片鑄造生產方法，材料配比(重量％)：碳2.8-3.6、鉻0.6-1.2、錳0.5-1.0、硅1.6-2.0、鎳0.1-0.5、鉬0.1-0.2、銅0.5-0.8、鐵余量。通過冶煉、澆鑄、對齒面撒水激冷處理工藝過程完成。但該發明中所含的碳化物是連續網狀分布的M₃C型碳化物，硬度低，耐磨性差，而且使用中易斷裂和剝落。我們選用具有優良耐磨性和耐蝕性的高鉻耐磨鑄鐵制作磨片，為提高磨片的力學性能，確保磨片使用中不發生斷裂，還加入含有鎢、錳、鈮、鉭和鈦等元素的鎢渣鐵合金以及含有釩、鈦等元素的釩渣鐵合金，并用RE、B和Mg對高鉻鑄鐵進行復合變質處理。

發明內容

本發明目的是提供一種高鉻耐磨鑄鐵磨片的化學成分及其制造方法。本發明是采用一種高鉻耐磨鑄鐵制作磨片，為了改善磨片的強度、韌性和耐磨性，并降低磨片生產成本，磨片中不含價格昂貴的鉬、鎳等合金元素，除了加入鉻鐵外，還加入價格低廉的鎢渣鐵合金和釩渣鐵合金作為輔助合金元素，并用RE、B和Mg對高鉻鑄鐵進行復合變質處理，使其組織細化，有利于高鉻鑄鐵磨片使用性能的提高。

本發明的目的可以通過以下措施來實現：

本發明磨片的化學組成成分是(重量％)：2.0-3.5C，22.0-28.0Cr，1.5-2.5Mn，＜1.0Si，0.25-0.60W，0.03-0.12Nb，0.01-0.04Ta，0.10-0.25V，0.08-0.15Ti，0.05-0.20RE，0.02-0.10B，0.04-0.10Mg，其余為Fe和不可避免的微量雜質。

本發明磨片用電爐熔煉，其制造工藝步驟是：

①將廢鋼、生鐵和鉻鐵混合加熱熔化，鐵水熔清后先加入錳鐵，然后加入鎢渣鐵合金和釩渣鐵合金；