[發(fā)明專利]超低碳球墨鑄鐵磨球的軋制制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710659992.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107400821B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金海;韓子昂;付彬國(guó);趙雪勃;張建軍;董天順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C37/10
• 分類號(hào): C22C37/10;C22C37/06;C22C37/04;C22C33/10;C21D1/20;B02C17/20
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

本發(fā)明超低碳球墨鑄鐵磨球的軋制制備方法，涉及含球墨的鑄鐵合金，將采用按質(zhì)量百分比為：0.8～1.2%C、1.6～2.5%Si、1.0～2.5%Mn、0.2～0.8%Cr、0.1～0.4%Mo、P<0.03%、S<0.03%，余量為Fe及不可避免的少量雜質(zhì)進(jìn)行原料配制的超低碳球墨鑄鐵材料，用滾切式斜軋機(jī)軋制成超低碳球墨鑄鐵軋球，再對(duì)該超低碳球墨鑄鐵軋球進(jìn)行等溫淬火熱處理，制得一種組織由細(xì)小石墨球和奧鐵體組成的超低碳球墨鑄鐵磨球，克服了采用軋制法生產(chǎn)磨球的現(xiàn)有技術(shù)普遍存在的磨球的性能差、球耗高、使用壽命短、用戶滿意度差以及制造成本高的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及含球墨的鑄鐵合金，具體地說(shuō)是超低碳球墨鑄鐵磨球的軋制制備方法。

背景技術(shù)

在冶金礦山、機(jī)械和電力等眾多工業(yè)部門中，耐磨材料是必不可缺的重要材料，且其屬于易損易耗品，每年消耗量巨大。而在各種金屬耐磨材料中，磨球消耗最多，國(guó)內(nèi)每年磨球消耗量超過(guò)200萬(wàn)噸。據(jù)國(guó)內(nèi)不完全統(tǒng)計(jì)，磨球每年損失不少于40億。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，磨球用量將進(jìn)一步增加，國(guó)內(nèi)外磨球市場(chǎng)的巨額消耗也引起人們重視，因此，提高磨球性能、延長(zhǎng)使用壽命、降低生產(chǎn)成本、降低球耗將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并將一直成為研究、生產(chǎn)、使用部門關(guān)注的焦點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外冶金、礦山和水泥等行業(yè)應(yīng)用的磨球主要有高鉻鑄鐵磨球(10-28％Cr)、低鉻鑄鐵磨球(1-3％Cr)和鍛鋼磨球。高鉻鑄鐵磨球在礦山濕磨條件下耐磨性優(yōu)勢(shì)不大，性價(jià)比低；低鉻鑄鐵磨球韌性較低，容易破碎和剝落；鍛鋼磨球耐磨性較低、磨耗大且生產(chǎn)質(zhì)量難以控制，生產(chǎn)效率不高。這些磨球材料存在的不可克服的缺陷使其應(yīng)用受到限制。

近年來(lái)開(kāi)發(fā)的基體組織為奧鐵體組織的ADI及CADI磨球，這類磨球的耐磨性、抗沖擊能力、磨耗和綜合性能均有較大的提升。CN105734399A公布了“一種適于半自磨機(jī)使用的奧鐵體球鐵磨球及其加工工藝”，其磨球化學(xué)成分為碳3.2～3.9％、硅2.30～2.93％、錳0.96～2.80％、鉻0.21～0.90％、銅0.11～0.60％、鉬0.10～0.80％、釩0.10～0.68％、鈦0.10～0.78％、鈮0.01～0.09％、磷0～0.05％、硫0～0.03％、鎂0.03～0.05％和稀土元素0.02～0.03％，其首先通過(guò)鑄造成型制成鑄態(tài)磨球，經(jīng)等溫淬火熱處理制成奧鐵體磨球，其表面硬度可達(dá)58HRC，磨損過(guò)程中磨損層產(chǎn)生加工硬化，硬度可達(dá)62-64HRC，進(jìn)一步提高了磨球耐磨性。CN101906565A公布了“含碳化物奧鐵體球墨鑄鐵磨球及其制造方法”，其磨球化學(xué)成分為：3.3～3.7％C、2.4～3.3％Si、2.5～3.6％Mn、0.6～1.5％Cr、P﹤0.08％、S﹤0.025％、0.03～0.05％Mg和0.02～0.04％RE，通過(guò)等溫淬火工藝獲得綜合力學(xué)優(yōu)良的奧鐵體基體，且基體中分布一定數(shù)量碳化物，使得磨球具有較高的耐磨性和韌性。CN104152792A公布了“一種奧鐵體球墨鑄鐵磨球”，其磨球化學(xué)成分為：3.3～3.7％C、2.0～3.0％Si、1.0～2.5％Mn、0.7～3.0％Cr、0.1～1.0％Mo、0.1～1.0％Cu、0.04～0.08％P、0.01～0.02％S、0.03～0.05％Mg、0.02～0.04％Ce、0.03～0.07％B、0.06～0.12％Ti和0.03～0.2％V，通過(guò)等溫淬火熱處理獲得金相組織由奧鐵體組織、碳化物和石墨球組成磨球。應(yīng)用實(shí)踐證明，其耐磨性是低鉻鑄鐵磨球和鍛鋼磨球2～3倍。奧鐵體磨球充分體現(xiàn)了基體為奧鐵體組織的球墨鑄鐵作為磨球材料的優(yōu)越性。但是，以上奧鐵體球墨鑄鐵磨球均采用鑄造工藝制備磨球，按照生產(chǎn)方式屬于鑄造球，其存在生產(chǎn)效率低、成本較高、能耗高、環(huán)境污染大、噪音大和勞動(dòng)強(qiáng)度高等一系列缺陷，已不能滿足現(xiàn)代市場(chǎng)要求及國(guó)家節(jié)能減排的生態(tài)綠色發(fā)展的方針政策。