[發明專利]一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法

有效

• 申請號: 201410299093.2
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104087817A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 李根有;李駿
• 申請（專利權）人: 寧國市正興耐磨材料有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;B22C9/02;C21D5/00;B02C17/20
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 楊天嬌

技術領域

本發明涉及耐磨球技術領域，具體涉及一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法。

背景技術

耐磨材料是新材料領域的核心，對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用，在全球新材料研究領域中，耐磨材料約占85％。隨著信息社會的到來，特種耐磨材料對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用，是二十一世紀信息、生物、能源、環保、空間等高技術領域的關鍵材料，成為世界各國新材料領域研究發展的重點，也是世界各國高技術發展中戰略競爭的熱點。

耐磨球，是一種用于球磨機中的粉碎介質，用于粉碎磨機中的物料，一種是以鉻為主要合金元素的白口鑄鐵簡稱鉻合金鑄鐵，以鉻合金鑄鐵為材料的鑄造磨球稱為鉻合金鑄鐵磨球；另一種是以球墨鑄鐵為材料的鑄造磨球稱為球墨鑄鐵磨球，其中通過熱處理獲得的基體組織主要是貝氏體的球墨鑄鐵磨球簡稱貝氏體球鐵磨球；通過熱處理獲得的基體組織主要是馬氏體的球墨鑄鐵磨球簡稱馬氏體球鐵磨球。

在中國專利申請號：201210527003中公開了一種高鉻多元合金耐磨球，該磨球中各化學組分的重量百分比為：C2.5-2.8％、Si0.8-1.2％、Mn1.2-1.4％、Cr12.5-14.0％、Mo0.4-0.6％、Ni0.7-1.0％、Cu0.8-1.2％、V0.05-0.1％、W≤0.02、Ti0.03-0.05％、B0.02-0.04％、Nb0.03-0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％，余量為Fe。該技術方案中合金元素過多，增加了成本，硬度較低，約為45Mpa,該技術方案有待改進。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種超高鉻合金耐磨球及其制備方法，具有良好的耐磨性、耐腐蝕性，使用壽命長等優點。

為了解決上述問題，本發明提供的技術方案為：

一種超高鉻合金耐磨球，各成分及重量百分比為：C：2.0-2.2％、Mn：1.0-1.2％、Cr：22.0-23.5％、Si:0.8-1.0％、Cu：0.04-0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％、Mo：1.2-1.4％、Ni：0.6—0.8％、Re：0.4—0.6％；余量為Fe。

優選的，各成分及重量百分比為：C：2.1-2.2％、Mn：1.0-1.2％、Cr：22.0-23.0％、Si:0.85-1.0％、Cu：0.04-0.05％、S：≤0.02％、P：≤0.02％、Mo：1.25-1.4％、Ni：0.6—0.7％、Re：0.4—0.6％；余量為Fe。

優選的，各成分及重量百分比為：C：2.15％、Mn：1.1％、Cr：22.5％、Si:0.88％、Cu：0.042％、S：0.01％、P：0.02％、Mo：1.3％、Ni：0.65％、Re：0.55％；余量為Fe。

超高鉻合金耐磨球的制備方法，包括以下步驟：

(1)按配比選取原料進行熔煉，溫度為：1580—1600℃；

(2)扒渣；

(3)脫氧處理；

(4)出爐前14—16分鐘加入Re進行變質處理；

(5)制備砂型，進行澆注，澆注溫度：1460—1480℃；

(6)開箱、修邊處理；

(7)熱處理，淬火溫度：940—960℃，時長：2.2—2.4小時，回火溫度：320—340℃，時長：1.2—1.4小時。

C：與Fe、Cr、Mn形成穩定的化合物，通過熱處理提高其硬度和耐磨性；C與其他元素產生協同作用，提高耐磨球的綜合性能。

Mn：是強化元素，融入鐵素體，強化基體，能夠細化組織，提高耐磨球的強度、硬度、耐磨性。Mn含量過低時材料不能達到要求，過高則提高了成本，故Mn控制在1.0-1.2％。

Cr：提高材料的淬透性，能有效防止游離態的石墨產生，使普通滲碳體轉變為合金滲碳體，能夠使耐磨球的表面和內部的硬度一致，以提高耐磨球整體的強度和硬度，具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性能，阻止石墨化、提高淬透性。

Ni：促使耐磨球的組織細化，提高耐磨球的耐腐蝕性和力學性能。

Mo：能夠有效地抑制滲碳體聚集，強化奧氏體組織，使強度和硬度增加，形變硬化性能增強，從而改善抗磨能力。

Re：改善耐磨球的韌性和耐磨性。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明的超高鉻合金耐磨球具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、韌性，表面、內部硬度一致，表面HRC為≥60Mpa，沖擊值≥3.8J/cm²，落球沖擊疲勞壽命≥12000次，破碎率小于0.8％，合金種類少，重量比低，降低了成本。