[發明專利]一種高碳低鉻多元合金鑄球材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310677348.X
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103757525A
• 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;C21C7/00
• 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，尤其涉及一種高碳低鉻多元合金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高碳低鉻多元合金鑄球材料及其制備方法，該磨球材料具有硬度和韌性較好、耐磨的優點。

本發明的技術方案如下：

一種高碳低鉻多元合金鑄球材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳3.2-3.5、硅2.1-2.3、錳3.9-4.2、鋅0.2-0.5、鉻2.6-2.8、鈦0.8-1.1、鎳0.03-0.05、鎂0.4-0.5、La0.13-0.15、Ho0.06-0.09、P≤0.07、S≤0.07、余量為鐵。

所述的高碳低鉻多元合金鑄球材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：1-2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、鉻、鎳；（2）鎂、鋅、錳；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以180-200℃/小時速率升溫至680-690℃，再以150-160℃/小時速率降溫至550-560℃，再以180-200℃/小時速率升溫至910-920℃，保溫3-4小時；再以150-160℃/小時速率降溫至660-670℃，保溫40-50分鐘，再以150-160℃/小時速率降溫至200-210℃，保溫2-3小時；再以80-90℃/小時速率升溫至340-350℃，保溫40-50分鐘，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

本發明合金使用了稀土La、Ho，提高合金的強度、耐磨性、硬度，耐磨性是普通鑄球、鍛球的2-3倍；通過添加鋅、鈦、鎂，增加了合金的耐腐蝕性，耐高溫性能；通過合理控制鑄后處理溫度，芯部硬度與表面硬度基本一致,解決了低鉻多元合金鑄球使用時間短的問題，通過使用廢鐵作為原料，使合金品質均一，不易產生裂紋。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

一種高碳低鉻多元合金鑄球材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳3.2-3.5、硅2.1-2.3、錳3.9-4.2、鋅0.2-0.5、鉻2.6-2.8、鈦0.8-1.1、鎳0.03-0.05、鎂0.4-0.5、La0.13-0.15、Ho0.06-0.09、P≤0.07、S≤0.07、余量為鐵。

所述的高碳低鉻多元合金鑄球材料的生產方法如下：