[發(fā)明專利]一種高硬度防剝落的耐磨球及制備工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710995154.2
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107723599A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李根有;李駿
• 申請（專利權(quán)）人: 寧國市正興耐磨材料有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/38;C22C38/36;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/32;C22C38/20;C22C37/10;C22C37/06;C22C33/04;C22C33/08;C21C7/06
• 代理公司: 合肥順超知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)34120
• 代理人: 馬嬌嬌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高硬度防剝落的耐磨球及制備工藝。

背景技術(shù)

耐磨球是球磨機中的磨礦介質(zhì)，球磨機運動時，球磨機內(nèi)的耐磨球不斷與被粉碎的物質(zhì)碰撞，粉碎物質(zhì)，由于被粉碎的物質(zhì)大多硬度較大，因此，對耐磨球的損傷較大，造成耐磨球的使用壽命較短。關(guān)于耐磨球的技術(shù)工藝的研發(fā)成為研究的熱點。

耐磨球的制備工藝和制備原材料隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，具有各種性能的耐磨球被相繼研發(fā)報道。研究表明：耐磨球中的組份元素對耐磨球的性能影響較大，如專利號為ZL.88105287.6的中國專利公開一種高耐磨性能的新型錳鋼，通過在耐磨球制備材料中添加金屬元素如鉬、釩來提高耐磨球的性能。同時，耐磨球中P元素與S元素是破壞耐磨球穩(wěn)定性和強度有害的元素，耐磨球中的P元素與S元素能夠降低耐磨球的穩(wěn)定性和硬度。Mo元素等能夠增加耐磨球的的淬透性，Mo元素在鑄造過程中能夠有效促進(jìn)耐磨球的基體組織轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w和貝氏體，進(jìn)而提高耐磨球的強度和硬度。同時，微量的Cu元素也能夠有效促進(jìn)耐磨球的強度和耐磨性。上述研究背景均表明耐磨球的元素組成對耐磨球的質(zhì)量較為重要。然而利用現(xiàn)有技術(shù)制備得到的耐磨球抗疲勞性能差，且有害的P元素與S元素含量較高，導(dǎo)致耐磨球的穩(wěn)定性不高且耐磨球球體表面經(jīng)常發(fā)生剝落現(xiàn)象，隨著耐磨球球體表面物質(zhì)的剝落，使用壽命大大縮短。針對上述技術(shù)問題未有一種高效的耐磨球制備工藝及組合物解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種高硬度防剝落的耐磨球及制備工藝，通過本發(fā)明的技術(shù)手段制備得到的耐磨球具有機械性能好、高抗沖擊力、高耐磨性和高韌性、使用壽命長、成本低廉、制造工藝簡單，且耐磨球球體表面不易發(fā)生脫落，適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):

一種高硬度防剝落的耐磨球，該耐磨球中各化學(xué)組分的重量百分比為：C:1.0％-2.5％，Si:0.45-1.10％，Mn:1.02-2.05％，Cr:1.10-2.58％， Mo:0.35-0.88％，V:0.10-0.39％，B:0.1-0.3％，Re:0.21-0.33％， Pt:0.03-0.08％，Ag:0.01-0.08％，Cu:0.03-0.06％，S:≤0.002％，P:≤ 0.002％，余量為Fe。

優(yōu)選地，所述高硬度防剝落的耐磨球的制備原料中各化學(xué)組分的重量百分比為：C:1.5％，Si:0.70％，Mn:1.72％，Cr:2.04％，Mo:0.58％， V:0.25％，B:0.18％，Re:0.29％，Pt:0.05％，Ag:0.03％，Cu:0.05％，S: ≤0.001％，P:≤0.001％，余量為Fe。

優(yōu)選地，所述高硬度防剝落的耐磨球的制備原料中各化學(xué)組分的重量百分比為：C:2.5％，Si:0.81％，Mn:1.65％，Cr:1.80％，Mo:0.75％， V:0.29％，B:0.17％，Re:0.26％，Pt:0.06％，Ag:0.04％，Cu:0.05％，S: ≤0.001％，P:≤0.001％，余量為Fe。

上述高硬度防剝落的耐磨球的制備工藝，包括以下步驟:

(1)熔煉：按照上述各化學(xué)成分重量配比，稱取制備原料，將原料加入到感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1600-1670℃，待原料完全高溫溶解后，往金屬溶液中通入惰性氣體起泡，趕走金屬溶液中難散發(fā)的O₂和硫化物氣體，進(jìn)行脫氧脫硫；

(2)超聲澆注：將步驟(1)中高溫溶解后的金屬溶液降溫，當(dāng)溫度為1500-1550℃時，加入金屬溶液質(zhì)量0.3％的孕育劑，加入孕育劑后澆注到模具中，澆注時朝模具發(fā)射超聲波，直至澆注完畢；

(3)熱處理：將上述步驟(2)中的模具保溫1小時后，輕微振動模具，并向模具發(fā)射超聲波，直至模具自然降溫至700℃-800℃，鑄造成型；

(4)CO₂冷卻：將步驟(3)中鑄造成型的耐磨球取出放入鋼板上，往耐磨球上噴CO₂氣體降溫，并控制好CO₂噴射的速率，以10℃/s的速速降溫至室溫；

(5)防銹處理:將步驟(4)中的耐磨球放入防銹液中浸泡。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中的惰性氣體為N₂或Ar。