[發明專利]一種鍍層高硬度耐磨球及制備工藝

在審

• 申請號: 201710995188.1
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107723600A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 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: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/38;C22C38/36;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/32;C22C38/20;C22C38/06;C22C37/10;C22C37/06;C22C33/04;C22C33/08
• 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: 馬嬌嬌

技術領域

本發明涉及耐磨材料技術領域，具體涉及一種鍍層高硬度耐磨球及制備工藝。

背景技術

鋼鐵耐磨材料作為傳統工程材料在冶金、電力、礦上燈領域有著廣泛的應用前景和作用，隨著技術的革新，傳統材料逐漸被淘汰，取而代之的是多功能復合材料，多功能復合材料具有傳統材料所不具有的優點如耐磨損、耐壓、抗疲勞等。目前這些復合材料在鑄鐵領域尤其是耐磨球鑄造制備中應用較為廣泛，如根據耐磨球制備材料中金屬鉻的含量不同，將耐磨球分為高鉻、中鉻以及低鉻，且不同鉻含量的耐磨球其性能相差較大。鑄鐵技術、材料科學的技術發展大大推動了耐磨球領域的發展。

不同耐磨球的鑄鐵技術所鑄造得到的耐磨球性能相差較大，如中國專利號為CN201610193045.4公開的“一種高鉻耐磨球恒溫鹽浴淬火工藝”，通過優化耐磨球的淬火工藝提高耐磨球的性能，通過該文獻報道的方法制備得到的耐磨球比普通工藝方法制備得到的耐磨球壽命提高4-6倍。隨著經濟建設多方面發展，勞動生產多元化，耐磨球磨損的對象也逐漸多元化，因此，對耐磨球性能的要求也逐漸提高，如需要處理硬度大的物體時需要耐磨球不易發生磨損，處理具有腐蝕性物體時需要耐磨球抗腐蝕。性能需求的提高，需要制備工藝的改進，其中在耐磨球制備工藝過程中孕育劑以及熱處理對耐磨球的影響較為重要，其中熱處理對應耐磨球金相結構的形成和轉變較為重要。

增加鑄件的耐磨性的方式較多，比如使用復合材料，給金屬表面鍍層保護，或是鑄造過程中添加稀有金屬元素或稀土元素。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供一種鍍層高硬度耐磨球及制備工藝，通過本發明的技術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生脫落，適合大批量生產的優點。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現:

一種鍍層高硬度耐磨球，該鍍層高硬度耐磨球包括耐磨球、鉻防護層，耐磨球表面均勻鍍有一層鉻防護層，該耐磨球中各化學組分的重量百分比為：C:1.3-2.8％，Si:0.75-1.40％，Mn:1.32-2.35％，Cr:1.40-2.88％，Mo:0.65-1.18％，V:0.40-0.69％，B:0.4-0.7％，Re:0.51-0.63％，Cu:0.03-0.06％，Al:0.1-0.8％，S:≤0.002％，P:≤0.002％，余量為Fe。

優選地，所述高硬度耐磨球的制備原料中各化學組分的重量百分比為：C:1.8％，Si:1.0％，Mn:2.02％，Cr:2.34％，Mo:0.88％，V:0.55％，B:0.48％，Re:0.59％，Cu:0.35％，Al:0.6％，S:≤0.001％，P:≤0.001％，余量為Fe。

優選地，所述高硬度耐磨球的制備原料中各化學組分的重量百分比為：C:2.8％，Si:1.11％，Mn:1.95％，Cr:2.10％，Mo:1.05％，V:0.59％，B:0.47％，Re:0.56％，Cu:0.05％，Al:0.4％，S:≤0.001％，P:≤0.001％，余量為Fe。

上述鍍層高硬度耐磨球的制備工藝，包括以下步驟:

(1)熔煉：按照耐磨球中各化學成分重量配比，稱取制備原料，將原料加入到感應熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為1630-1690℃，待原料完全高溫溶解后，溶液攪拌30min，后保溫靜止2h，得到質量合格的鐵液；

(2)孕育處理：向鐵水中加入鐵水總重量0.2-0.5％的孕育劑做孕育處理，孕育處理完，澆注成型得到鑄件；

(3)熱處理：將步驟(2)中的耐磨球鑄件在800-900℃下出殼，置于鋼板上，進行水蒸氣冷卻至室溫，將冷卻后的鑄件加熱至900-950℃，保溫3-4h后，噴水蒸氣降溫，控制水蒸氣噴射速度，控制降溫速度為5-10℃/s，降溫至700-750℃，再升溫至900-950℃，保溫1-2h，噴射水蒸氣，控制水蒸氣噴射速度，控制降溫速度為20-30℃/s，降溫至600-650℃，保溫1.5h后，空冷至室溫，得到耐磨球；

(4)鍍層：步驟(3)得到的耐磨球表面進行鍍鉻處理，將耐磨球表面均勻鍍上一層鉻防護層。

優選地，所述步驟(2)中的孕育劑中各化學組分的重量配比為：Si:0.5％、Al:0.47％、Mo:0.03％，余量為鐵。

優選地，所述步驟(2)中的孕育劑的粒徑為：10-25mm。