专利名称：一种白口铁磨球的制造方法
技术领域：
本发明属于金属的轧制领域。
斜轧制球是一种高效率的制球技术，在工业生产中得到了较广泛的应用。迄今为止，所轧制的材料仅限于普通碳钢和一些低合金钢等高塑性材料，因而所轧成的磨球塑性有余，硬度不足，耐磨性较差。总之，斜轧钢球的技术经济性能较低，因而其发展已经受到限制。
低塑性材料白口铁铸造磨球是一种老产品。由于粗大的网状碳化物在其组织中呈连续网状分布，以及铸造缺陷的存在，导致白口铁铸造磨球硬度有余而韧性不足，在使用过程中易于碎裂，这不仅影响了磨球的耐磨性，而且严重影响磨矿效率。因此，多少年来，许多技术例如DT2113326、J47018723等借助合金化及热处理等多种手段，以图打破碳化物网，改善材料韧性取得了一些进展，高铬铸铁和贝氏体球体铁是两个典型的例子，但这样得到的材料的韧性仍然较低，特别是成本过高。近年来国内外的一些基础试验表明白口铸铁经压力加工后可以使碳化物网得到充分的破碎和细化，冲击韧性可以大幅度提高。根据基础试验结果，人们用锻造方法生产的白口铁磨球，装机试验表明，耐磨性能良好。但锻造方法生产的规模小，效率低，单位成本偏高。
本发明的目的在于提供一种白口铁磨球的制造方法，这种制造方法具有生产效率高、成本低、产品性能稳定等优点，应用前景非常可观。
这种白口铁磨球的制造方法的要点是在熔炼时，控制白口铁铁水的化学成份，使C2.0～3.0%，S、P＜0.1%，并在铁水包中加入0.2～0.5%的稀土RE进行变质处理，处理时间为1～5分钟，之后使用金属模进行浇铸;起模后，在温度850～1150℃范围内，对铸成的铁棒进行型砧拔长或者是热挤压等具有三向压应力的开坯压力加工，其锻比或挤压比为1.3～6;然后在1000～1060℃温度范围内将棒料推入二辊斜轧机中轧制，进行制球成型工序，因材料的塑性低，使用的轧辊孔型要按体积守恒条件进行设计，这样可以避免因过充满而使轧件中心部出现疏松、中空和连接颈过早断裂;为保证轧件达到所需的硬度，轧后利用轧件余温进行淬火，然后再进行低温回火处理，进行淬火时要使用淬火油等淬火剂。
在本发明中，控制铁水中的C、S、P的成份、在铁水浇铸前进行变质处理及使用金属模浇铸的目的在于得到细小的晶粒和在组织形态上使莱氏体数量小于50%。进行具有三向压应力的开坯压力加工可以消除铸件的中心疏松、气孔等铸造缺陷，此外，还可以打碎大部分的碳化物网、改变碳化物的分布形态，从而为下部工序创造有利条件。在轧制成形中，轧辊的孔型严格满足体积守恒条件，以保证轧件的质量和提高生产效率。进行淬火和回火热处理是为了提高轧件的机械性能。
实施例在中频炉熔化铁水，使C为2.3%，P、S＜0.1%，用金属模铸造，浇铸前采用稀土镁进行变质处理，铸造棒的直径为60mm。
将棒料在电阻加热炉内加热到1050℃，然后在400kg空气锤上用甩模对棒料进行拔长，拔后棒料直径为50mm。
将棒料重新在电阻炉内加热到1050℃，之后将加热的棒料推入二辊斜轧机内进行轧制，由于轧辊孔型是按体积守恒条件设计的，因而轧制稳定、轧制的球体尺寸精确、圆度好、表面光洁、无外表及内部缺陷。
轧制的球体的温度大约为900℃左右，可直接滚入温水中(考虑到球径小才使用了水做淬火剂)进行余热淬火。淬火后球在24小时内在电加热炉内进行2小时200℃保温回火，以去除内应力。
热处理后的磨球硬度达到HRC55，从心部到表层硬度均匀，其冲击韧性达10J/cm2。
权利要求
1.一种白口铁磨球的制造方法，其特征在于，熔炼时，控制白口铁铁水的化学成份，使C2.0～3.0%，S、P＜0.1%，并在铁水包中加入0.2～0.5%的稀土RE进行变质处理，处理时间为1～5分钟，之后使用金属模进行浇铸，起模后，在温度850～1150℃范围内对铸成的铁棒进行型砧拔长或者是热挤压等具有三向压应力的开坯压力加工，其锻比或挤压比为1.3～6；然后在1000～1060℃温度范围内将棒料推入二辊斜轧机中轧制，进行制球成型工序；轧制后利用轧件余温进行淬火，然后再进行低温回火处理；淬火时使用的淬火剂为淬火油。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，轧制时所用的二辊轧机轧辊的孔型是按体积守恒条件设计的。
全文摘要
本发明为白口铁磨球的制造方法。这种白口铁磨球的制造方法是在熔炼时控制C、P、S的化学成分，对铁水变质处理和用金属模浇铸，对棒料进行开坯压力加工之后，推入二辊斜轧机内轧制成型，轧机轧辊的孔型是按体积守恒条件进行设计的，最后对轧件进行热处理。本发明具有生产效率高，成本低，产品性能稳定等优点，其经济效益十分显著。
文档编号B23P13/00GK1092007SQ9310255
公开日1994年9月14日 申请日期1993年3月12日 优先权日1993年3月12日
发明者李云江, 邢书明, 唐秀东, 刘建华, 马进瑞 申请人:东北重型机械学院南校, 迁安县冶金矿山公司