[發明專利]一種高鉻合金耐磨球的鑄造工藝

在審

• 申請號: 201610192865.1
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105695853A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 汪德發;湯新明;徐超;翟建;張聯合;趙文定
• 申請（專利權）人: 寧國市開源電力耐磨材料有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;B22D27/02;B22D27/04;B22D27/08
• 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: 俞強

技術領域

本發明涉及金屬合金技術領域，具體涉及一種高鉻合金耐磨球及 其鑄造工藝。

背景技術

球磨機廣泛應用于建材水泥、硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火 材料、化肥、冶金礦山以及玻璃陶瓷等生產行業，是粉碎物料的關鍵 設備。球磨機在工作過程中，研磨球屬于主要易磨損件其使用量大， 對使用成本的影響極大。目前磨球存在耐腐蝕性較差，沖擊韌性較低， 耐磨性能差等缺點。所以，研制出一種綜合性能穩定、磨耗低的耐磨 球，具有重要的經濟意義。

高鉻鑄鐵是硬度較高的高耐磨性材料，也是鑄造耐磨球的常用材 料之一，但是目前常使用的高鉻鑄鐵中含有較多硬度高的碳化物，雖 然提高了鑄鐵的耐磨性，但是由于這些碳化物的晶粒較大，導致鑄鐵 的沖擊韌性大打折扣，容易產生裂紋、斷裂現象，嚴重影響了它的使 用壽命，限制其發展。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高鉻合金耐磨球的鑄造 工藝，使用高頻直流脈沖電場細化晶粒，提高鑄件的力學性能。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種高鉻合金耐磨球的鑄造工藝，包括以下步驟：

(1)、根據耐磨球的尺寸制作相應的成型模具，放入中頻真空感應 熔煉爐內加熱保溫；

(2)、將廢鐵、銅、鈦、錳、碳加入中頻感應電爐中，加熱熔融， 待其完全融化后，加入烤紅的鉻鐵，待爐料全部熔化升溫至1480℃， 再加入錳、硅鐵及鋁，調節各組分的比例為碳2.6％、錳8.5％、銅0.88％、 鎳3％、鈦0.006％、鉻15.5％、硅0.2％、鋁0.064％；

(3)、取出模具，將其置于含有水冷金屬板上，將步驟(2)的鐵液冷 卻至1380℃后，注入模具中，并震動模具；

(4)、在步驟(3)的鐵液中加入孕育劑，并對其施加高頻直流脈沖電 場；

(5)、啟動冷凝水，將鑄件冷卻至230℃后，破殼，再自然冷卻至室 溫，得到鑄件。

優選的，所述所述熔煉過程是在Ar氣中進行的；

優選的，所述震動模具的時間為3～5min。

優選的，所述高頻直流脈沖電場的強度為1000-2000A，脈沖頻率 為30-50Hz。

優選的，所述孕育劑為稀土元素RE中的任意一種。

優選的，所述冷凝水的流量為60～120m³/h。

本發明的有益效果：本發明在熔煉過程中，加入錳、硅、鋁進行 脫氧以增強合金的抗腐蝕性；加入孕育劑后，促進了晶核的形成，細 化碳化物晶粒；將高溫鑄型置于水冷金屬板之上，然后澆入高溫鐵水， 可使碳化物呈纖維狀定向排列，從而提高鑄件的韌性；脈沖電流可以 降低形核勢壘而增加形核率,從而細化凝固組織，提高鑄件的沖擊韌性 和強度；在鑄模時，震動模具，可消除鐵液中的氣泡，使雜質沉淀， 防止鑄件發生開裂現象，提高了它的使用壽命。本發明采用高頻直流 脈沖電場細化碳化物晶粒提高鑄件的強度，采用單向散熱使碳化物定 向分布提高合金的沖擊韌性，且設備簡單極大的節省了生產過程中的 成本，具有很高的經濟價值和社會效益。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結 合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描 述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實 施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造 性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1：

一種高鉻合金耐磨球的鑄造工藝，包括以下步驟：

(1)、制模：根據耐磨球的尺寸制作相應的成型模具，放入中頻真 空感應熔煉爐內加熱保溫；

(2)、熔煉：將廢鐵、銅、鈦、錳、碳加入中頻感應電爐中，在氬 氣中加熱熔融，待其完全融化后，加入烤紅的鉻鐵，待爐料全部熔化 升溫至1480℃，再加入錳、硅鐵及鋁，調節各組分的比例為碳2.6％、 錳8.5％、銅0.88％、鎳3％、鈦0.006％、鉻15.5％、硅0.2％、鋁0.064％；

(3)、取出模具，將其置于含有水冷金屬板上，將步驟(2)的鐵液冷 卻至1380℃后，注入模具中，并震動模具3min；

(4)、在步驟(3)的鐵液中加入金屬鈮，并對其施加強度為1000A、 頻率為30Hz的脈沖電場；