[發(fā)明專利]釩鈦合金鑄球的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210291086.9
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102827986A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 覃照成;陳益寧;喻傳宏;謝志東
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽省寧國誠信耐磨材料有限公司
• 主分類號: C21C1/08
• 分類號: C21C1/08;B22C9/22;C22C37/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種鑄球，特別是一種硬度、落球疲勞次數(shù)達到或接近高鉻磨球的釩鈦合金鑄球。

背景技術(shù)：

為尋找高效、低耗材質(zhì)替代高鉻磨球和低鉻磨球在濕式磨中的使用，我們采用軸承鋼廢料為主材，同時加入含有釩鈦元素的生鐵，分別將Cr元素提高到4％～6％，使其硬度、落球疲勞次數(shù)達到或接近高鉻磨球。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過改變原料的配方，使得鉻釩鈦合金鑄球的強度、硬度加大。

本發(fā)明主要特點在于：原料為

(1)、釩鈦生鐵：C：2.3-2.7????Si：≤0.45????Mn：0.1Cr：0.5????V：0.45????Ti：0.02????S：≤0.1????P：≤0.08；

(2)、廢鋼：軸承邊角料：C：0.3-1.0????Si：≤0.4????Mn：≤0.3Cr：0.5-1.5；

(3)、高碳鉻鐵：Cr：60％????Si：≤1.5????Fe：≤38％；

(4)、制造工藝和加工步驟：采用中頻電爐單煉，材料配比為：30％釩鈦生鐵，7％高碳鉻鐵，63％軸承廢鋼，啟動電爐后，先加入釩鈦生鐵，因釩鈦合金的熔點較高，不易熔解，全部熔化完后加入鉻鐵，最后加軸承廢鋼，所有材料全部加入后，將鐵水溫度升到1600℃～1650℃，澆鑄溫度控制在1480℃～1550℃；鑄件余熱在600℃～700℃的時候開箱然后用大功率風(fēng)機進行風(fēng)冷，冷卻至自然溫度后進行除塵打磨，經(jīng)外觀驗收后送交熱處理。熱處理工藝為600℃+6h回火。

本發(fā)明有益效果為：HRC≥50，甚至有部分達到54，接近高鉻磨球的硬度；芯部硬度與表面硬度基本一致，硬度差＜1個單位；回火后的落球＞8000次，完全滿足大型磨機使用。

具體實施方式

下面在具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明

釩鈦合金鑄球的制造方法，原料為：

(1)、釩鈦生鐵：C：2.3-2.7????Si：≤0.45????Mn：0.1Cr：0.5????V：0.45????Ti：0.02????S：≤0.1????P：≤0.08；

(2)、廢鋼：軸承邊角料：C：0.3-1.0????Si：≤0.4????Mn：≤0.3Cr：0.5-1.5；

(3)、高碳鉻鐵：Cr：60％????Si：≤1.5????Fe：≤38％；

(4)、采用中頻電爐單煉。材料配比：廢鋼65％，高碳鉻鐵3％，高碳錳鐵32％。啟動電爐后，先加高碳鉻鐵，因其熔點較高不易熔解，然后加入廢鋼。錳鐵直到取樣檢測前加入，因其燒損較大。待所有元素檢測達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后出爐澆鑄。澆鑄溫度控制在1500～1550℃。鑄件冷卻后開模，經(jīng)打磨除塵外觀處理，然后送交熱處理，熱處理工藝1030℃+450℃6h回火。其化學(xué)成份和物理性能如下：

設(shè)計成份：C：2.4-2.7????Si：≤1.0????Mn：≤1.0Cr：≥4????V：≥0.2????Ti：≥0.01????S：≤0.08????P：≤0.1

實際成份：C：2.48????Si：0.73????Mn：0.45Cr：4.08????V：0.32????Ti：0.02????S：0.03????P：0.01

硬度(HRC)

落球疲勞次數(shù)

三、分析

釩加入高鉻白口鑄鐵中使初生奧氏體晶體顯著細化，且隨著含釩量的增加，效果更加顯著，這是釩在鐵液中所起變質(zhì)作用的結(jié)果。更重要的是，釩能形成碳化物，固定部分碳并且促成共晶碳化物形成，而碳化物數(shù)量是影響硬度的主要參數(shù)。因此，隨含釩量的增加，高鉻白口鑄鐵的鑄態(tài)硬度顯著上升。高鉻鑄球鉻含量需≥10以上，然后通過熱處理淬火獲得硬度，成本很高。而這種鋇鈦合金球不需要熱處理淬火，其鑄態(tài)硬度能達到54，落球疲勞壽命能達到9000次以上。

本次研究針對加入含釩鈦生鐵并適當(dāng)調(diào)整鉻元素含量，輔之以工藝達到如下效果：

1、HRG≥50，甚至有部分達到54，接近高鉻磨球的硬度；

2、芯部硬度與表面硬度基本一致，硬度差＜1個單位；

3、回火后的落球＞8000次，完全滿足大型磨機使用；

4、通過公司在安寧鐵礦和四川龍蟒等大型礦山上的實際使用結(jié)果，其性能接近普通高鉻鑄球，但其生產(chǎn)成本只有高鉻鑄球鉻的50％，具有良好的經(jīng)濟效益。