[發明專利]一種耐腐蝕涂層耐磨球

有效

• 申請號: 201410231670.4
• 申請日: 2014-05-24
• 公開（公告）號: CN104289280A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 熊夏鳴
• 申請（專利權）人: 寧國市南方耐磨材料有限公司
• 主分類號: B02C17/20
• 分類號: B02C17/20;C23C14/32;C23C14/34;C22C33/06;C21D6/00;C21D1/20;C21D9/00
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 劉勇;楊靜

技術領域

本發明涉及耐磨球技術領域，尤其涉及一種耐腐蝕涂層耐磨球。

背景技術

球磨機是工業生產中廣泛使用的高細磨機械之一。球磨機鋼球是球磨機設備研磨物料介質，通過球磨機鋼球之間、鋼球與物料之間的碰撞摩擦產生磨削作用，從而將物料的粒徑進一步減小。現有技術中，球磨機的磨介鋼球主要是鉻系合金、錳系合金等球磨鑄鋼件或球磨鑄鐵件，如高鉻鋼球、低鉻鋼球、多元合金鋼球和釩鈦鉻合金鋼球等，其工作對象多為水泥、煤炭、礦石、煤渣等。磨煤機鋼球在使用時球的硬度和耐磨性是影響磨煤機整形效果的主要因素之一。為了提高破碎效率和鋼球的耐用度，需要鋼球表面有足夠的硬度和耐磨度。同時，在研磨過程中，鋼球與磨料、鋼球與襯板以及鋼球與鋼球之間發生的沖撞不可避免，因此，還要求鋼球有一定的韌性，避免破球，這就對鋼球的成分提出高等級的要求。

發明內容

基本背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種耐腐蝕涂層耐磨球，耐熱耐腐蝕，可在多種環境下使用，尤其適用于濕法研磨，耐磨性能好，硬度可達70HRC以上，沖擊韌性可達7J/cm²。

本發明提出的一種耐腐蝕涂層耐磨球，由如下步驟制備得到：

S1、熔煉：按重量份將120-140份廢鋼、110-130份鉻鐵合金、20-30份稀土合金、70-80份生鐵、10-30份錳錠和20-25份硼砂放入感應爐中，向感應爐中通入氬氣20-30min，氬氣流速為1-2L/s,關閉爐門后將感應爐溫度升至2500-2700℃，待上述原料全部熔化后，打開爐門加入50-60份鈦錠、60-70份粒徑為55-60μm的碳粉和30-40份粒徑為30-50μm的硅粉，再次關閉爐門將感應爐溫度升至2700-3000℃保溫3-4h，保溫過程中抽真空維持負壓為0.3-0.4kPa，再次打開爐門撈出浮在液體表面的爐渣后，感應爐中剩余液體為基質合金液；

S2、澆注：將基質合金液出爐向模具中進行澆注，基質合金液出爐溫度為2600-2700℃，澆注溫度為2400-2500℃，冷卻至400-500℃得到球型合金基質A；

S3、熱處理：將球型合金基質A放入電爐內，向電爐內通入氬氣20-30min，氬氣流速1-2L/s，將電爐溫度以10-15℃/min的升溫速度升至1100-1300℃，保溫3-5h后，將保溫后的球型合金基質A取出置于溫度為160-200℃的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至260-320℃進行保溫，保溫時間為Xmin，然后取出空氣冷卻至室溫得到球型合金基質B，X＝2.4R+(3～6)，其中R為球型合金基質A的半徑，R的單位為mm，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數將1-3份硝酸鎂、2-6份硝酸鉀和3-7份硝酸鈉加入8-15份水中充分攪拌所得；

S4、預處理：將球型合金基質B在室溫下浸入水中5-10min，取出干燥后浸入丙酮中并用超聲清洗機進行清洗，清洗時間為15-20min，清洗溫度為55-65℃，再次取出干燥后在室溫下浸入乙醚中10-15min，然后取出置于真空室中進行干燥得到球型合金基質C；

S5、鍍涂層：將球型合金基質C置于陰極電弧設備中，抽真空維持負壓為5-8kPa，用Ar⁺粒子轟擊球型合金基質C表面進行濺射清洗后，采用鈦鋁合金靶和氮氣進行沉積后冷卻得到涂層耐磨球，其中球型合金基質C負偏壓為-120～-160V，沉積溫度為390-410℃，涂層耐磨球的涂層厚度為2-6μm，涂層中鈦、鋁、氮的摩爾比為11-12：8-10：18-19。

優選的，S1中，按重量份將125-135份廢鋼、115-125份鉻鐵合金、23-37份稀土合金、75-79份生鐵、15-25份錳錠和21-24份硼砂放入感應爐中，向感應爐中通入氬氣23-27min，氬氣流速為1.2-1.8L/s,關閉爐門后將感應爐溫度升至2550-2650℃，待上述原料全部熔化后，打開爐門加入52-58份鈦錠、63-66份粒徑為55-60μm的碳粉和34-35份粒徑為30-50μm的硅粉，再次關閉爐門將感應爐溫度升至2800-2900℃保溫3.2-3.6h，保溫過程中抽真空維持負壓為0.34-0.37kPa，再次打開爐門撈出浮在液體表面的爐渣后，感應爐中剩余液體為基質合金液。

優選的，S3中，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數將1.6-2.4份硝酸鎂、3-5份硝酸鉀和4-6份硝酸鈉加入9-12份水中充分攪拌所得。

優選的，陰極電弧設備包括真空系統、陰極電弧蒸發源、偏壓系統、供氣系統、節流閥系統、加熱系統、測溫系統、工件轉架系統、冷卻水系統和控制系統。