[發(fā)明專利]一種高鉻耐磨鋼球及其鑄造工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110974940.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN113897541B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許忠明;吳學(xué)堂;羅明九
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽新馬鑄造科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/36;C22C38/60;B22C9/22
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34184
• 代理人: 楊霞

本發(fā)明提出了一種高鉻耐磨鋼球及其鑄造工藝，該耐磨鋼球的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)包括：C：3.3％?4.0％、Si：0.2％?0.9％、Mn：0.5％?1.3％、Cr：17％?23％、Al：0.3％?0.8％、Mo：0.07％?0.2％、V：0.1％?0.3％、S：0.02％?0.1％、P：≤0.06％，其余為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)；并且，[Mo]×[V]≥0.02％％，且0.3≥[Mo]/[Al]≥0.2，[Mo]、[V]、[Al]分別對(duì)應(yīng)Mo、V、Al的質(zhì)量百分含量。本發(fā)明提出的一種高鉻耐磨鋼球及其鑄造工藝，通過(guò)設(shè)計(jì)該耐磨鋼球的成分，減少貴重金屬元素的加入量，使得該耐磨鋼球具有優(yōu)異的耐磨性和抗沖擊韌性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高鉻耐磨鋼球及其鑄造工藝。

背景技術(shù)

粉末加工涉及到冶金、選礦、建材水泥、化工、耐火材料、電力磨煤等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，廣泛采用的研磨設(shè)備為球磨機(jī)。作為球磨機(jī)和半自磨機(jī)中的主要研磨介質(zhì)，耐磨鋼球在生產(chǎn)過(guò)程中起著對(duì)物料破碎研磨的作用。

根據(jù)耐磨鋼球制備材料中金屬鉻的含量不同，將耐磨鋼球分為高鉻、中鉻以及低鉻耐磨球，且不同鉻含量的耐磨球其性能相差較大。高鉻耐磨鋼球的組織中存在大量的高硬度M₇C₃型碳化物，因而具有優(yōu)良的耐磨性，同時(shí)固溶于基體中的鉻元素可以提高材料的抗腐蝕能力，因此，迄今為止已成為世界上工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的一種耐磨鋼球。

工業(yè)應(yīng)用中，高鉻耐磨球常采用鉻含量15-25％，碳含量2.0-3.0％的亞共晶或近共晶成分。但由于碳化物含量少，在許多研磨生產(chǎn)工況，如冶金礦山、建材水泥、火力發(fā)電等下明顯表現(xiàn)出耐磨性不足。因此科研工作者采用提高高鉻鑄鐵中的碳、鉻含量以增加碳化物數(shù)量，以達(dá)到使耐磨性大幅提高的目的。雖然高鉻耐磨球組織中高含量的脆硬碳化物使其具備極高的硬度，在低沖擊條件下顯示出很好的耐磨性能，但是在強(qiáng)烈沖擊作用條件下，高鉻鑄耐磨球沖擊韌度不足的劣勢(shì)顯現(xiàn)出來(lái)，耐磨球在使用的過(guò)程中容易出現(xiàn)早期表面剝落或者碎球的現(xiàn)象，大大增加了球耗和生產(chǎn)成本，造成資源的浪費(fèi)和生產(chǎn)效率的降低

申請(qǐng)?zhí)枮椤?01610676935.0”公開了一種耐腐蝕抗沖擊耐磨鋼球及其制備方法，其合金成分為C：0.7-0.75％、Cr：11-13％、Si：1-1.2％、Mn：1.5-1.6％、 B：0.05-0.06％、Ni：1-2％、Y：2.1-2.15％、Ti：0.04-0.06％、Cu：0.03-0.05％、 Co：0.01-0.03％、Zr：0.3-0.4％、Nb：0.03-0.04％、P≤0.012％、S≤0.002％；余料為Fe。該成分的鋼球通過(guò)熔煉、鑄造等工序得最終鋼球，鋼球耐磨性、韌性和耐腐蝕性雖然都良好，但是其成分中含有較多的貴重金屬元素，會(huì)增加生產(chǎn)成本，且其制造工藝中包含鑄造等工序，會(huì)降低其生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種高鉻耐磨鋼球及其鑄造工藝，通過(guò)設(shè)計(jì)該耐磨鋼球的成分，減少貴重金屬元素的加入量，使得該耐磨鋼球具有優(yōu)異的耐磨性和抗沖擊韌性。

本發(fā)明提出的一種高鉻耐磨鋼球，該耐磨鋼球的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)包括：C：3.3％-4.0％、Si：0.2％-0.9％、Mn：0.5％-1.3％、Cr：17％-23％、Al： 0.3％-0.8％、Mo：0.07％-0.2％、V：0.1％-0.3％、S：0.02％-0.1％、P：≤0.06％，其余為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)；

其中，[Mo]×[V]≥0.02％％，且0.3≥[Mo]/[Al]≥0.2，[Mo]、[V]、[Al]分別對(duì)應(yīng)Mo、V、Al的質(zhì)量百分含量。

本發(fā)明中C、Si、Mn、Cr、Al、Mo、V等多種合金元素的復(fù)合添加，使所得耐磨鋼球具有極高硬度和耐磨性的同時(shí)，還獲得了良好的沖擊韌性性能，其中，各合金元素的作用如下：