[發明專利]一種含硼高鉻鑄球材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310677183.6
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103757523A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 韋中祥
• 申請（專利權）人: 蕪湖金鷹機械科技開發有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;C21D5/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及鑄造磨球材料領域，尤其涉及一種含硼高鉻鑄球材料及其制備方法。

背景技術

現有技術中，鑄造磨球被廣泛應用在水泥建材、陶瓷、礦山冶選、電廠磨煤、氧化鋁等行業。要求磨球具有硬度高、耐研磨、不破碎、不失圓、磨機綜合效率高等良好的物理機械性能。目前磨球的種類主要有中錳球磨鑄鐵磨球、低碳白口鑄鐵磨球，以及高鉻鑄鐵磨球等。高鉻鑄鐵磨球性能優良，表面硬度和體積硬度較高，但沖擊韌性較低，隨著鉻的價格走高，高鉻鑄鐵磨球的價格也一路走高；低鉻磨球的表面硬度和體積硬度較低，使用壽命短；中錳球磨鑄鐵磨球不耐腐蝕，原始硬度低，易破碎。由此可見，現有技術還存在很多不足，需要根據生產情況不同，研究兼具高硬度、高沖擊韌性、低破碎率、低磨耗和低成本的性價比高的磨球。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含硼高鉻鑄球材料及其制備方法，該磨球材料具有高硬度、耐沖擊、耐磨、耐腐蝕、耐高溫的優點。

本發明的技術方案如下：

一種含硼高鉻鑄球材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳1.8-2.1、硅1.4-1.6、錳1.9-2.1、鉻11.2-11.5、鉬3.5-3.7、硼1.0-1.2、V0.09-0.12、Ta0.03-0.05、P≤0.07、S≤0.07、余量為鐵。

所述的含硼高鉻鑄球材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：1-1.5比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）硅、猛、Ta；（2）鉻、V；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-26分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以190-200℃/小時速率升溫至650-660℃，再以150-160℃/小時速率降溫至500-510℃，再以170-180℃/小時速率升溫至910-930℃，保溫3-4小時；再以150-160℃/小時速率降溫至500-510℃，保溫40-50分鐘，再以150-160℃/小時速率降溫至230-250℃，保溫2-3小時；再以80-90℃/小時速率升溫至530-540℃，保溫2-3小時，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：工具鋼粉12-15、二氧化硅4-5、白云石3-5、Na₂TiF_6?8-10、乙烯基三乙氧基硅烷2-3、納米三氧化二鋁1-2、苦菱土4-8、粘土30-35、氟硅酸鈉3-4、鈦白粉2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2；其制備方法粘土放入煅燒爐中在1200-1240℃下煅燒3-4小時，取出粉碎，加入12-15%的鹽酸水溶液中浸泡1-2小時，過濾，再用清水洗滌，烘干，與乙烯基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉體；將其它剩余成分混合，加熱至1600-2300℃，攪動45-60分鐘后，倒入冷水中，冷卻后，用清水洗滌，過濾、烘干，粉碎成100-150目粉末，與前述所得的粉體混合均勻，即得。

本發明的有益效果

本發明合金在高碳鋼基礎上加入鉻、鉬、硼等合金元素，使得鑄球具有優異的耐高溫性和抗沖擊強度，硬度高的同時不失韌性，破碎率低，耐腐蝕，耐磨性極強，用于水泥工業,是普通碳鋼鍛球的10倍,表面圓滑不粘料,提高磨機臺時產量,降低電耗。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。

具體實施方式

一種含硼高鉻鑄球材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳1.8-2.1、硅1.4-1.6、錳1.9-2.1、鉻11.2-11.5、鉬3.5-3.7、硼1.0-1.2、V0.09-0.12、Ta0.03-0.05、P≤0.07、S≤0.07、余量為鐵。

所述的含硼高鉻鑄球材料的生產方法如下：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：1.4比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）硅、猛、Ta；（2）鉻、V；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。