专利名称：一种高碳低铬锰合金铸球的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铬锰合金铸球，尤其是一种高碳低铬锰合金铸球。
公知技术中磨球生产技术改进较快，主要有中锰球磨铸铁磨球、低碳白扣铸铁磨球、以及高铬铸铁磨球等。这些公知技术中存在如下缺陷性能好的高铬磨球表面硬度和体积硬度较高，分别为60-64(HRC下同)和55，抗冲击性较低为3，同时制造成本及售价很高，达到5200元/吨；普通低铬磨球表面硬度和体积硬度较低，分别为48-55和50，冲击韧性为5，制造成本及售价较低，在4600元/吨左右。就制造工艺而言，离心磨球表面硬度53.7，心部硬度53.5，冲击韧性3.9；金属型磨球表面硬度52，中心硬度49.5，冲击韧性2.5。由此可见，公知技术较难兼顾高硬度、高冲击韧性、低破碎率、低磨耗和低成本等因素。
本发明的发明目的在于涉及一种高硬度、高冲击韧性、低破碎率、低磨耗和低成本的合金磨球。
本发明发明目的是通过如下技术措施实现的合金包含碳C 3.0-3.9％，硅Si＜5.0％，锰Mn＜5.0％，硫S≤0.1％，磷P 0.06-0.12％，铜Cu＜5.0％，铬Cr≤0.5％，钛Ti≤0.12％，镍Ni≤0..2％，镁Mg≤0.06％，稀土Re≤0.06％。
由于加入了多种微量合金元素，较合理地解决了高硬度与高韧性之间的矛盾，使得该产品同时具备高硬度和高韧性两种技术指标，同时由于具有较高的冲击韧性，该产品的破碎率≤1％，低于国家3％的标准。该产品通过水泥、矿山等行业的工业性试验表明，水泥生产磨耗为70-100克/吨；铁矿生产磨耗为200-300克/吨，金矿生产磨耗为0.8-1.5公斤/吨，耐磨性是普通铸球、锻球的2-3倍。
以下通过实施例对本发明进一步说明实施例1合金包含碳C 3.4-3.7％，硅Si 2.7-2.9％，锰Mn 0.7-1.0％，硫S 0.02-0.05％，磷P 0.08-0.12％，铜Cu 0.8-1.0％，铬Cr0.1-0.2％，钛Ti0.08-0.12％，镍Nio.1-0.2％，镁Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％。
采用本实施例制成的磨球，加入低合金成分较多，以直径100mm磨球为例，表面硬度为HRC55-60、心部硬度≥HRC53-58、体积硬度HRC57-59，冲击韧性10-20J/cm2，成本约为3000元/吨，售价4000元左右，具有较好的价格性能比。
实施例2合金包含碳C 3.2-3.8％，硅Si 2.3-2.9％，锰Mn 0.5-0.8％，硫S≤0.1％，磷P≤0.1％，铜Cu 0.5-0.8％，铬Cr 0.5％。
采用本实施例以准铸态贝氏体磨球工艺采用高温落砂，，快速淬火冷却和贝氏体转变温度下充分保温。以直径100mm磨球为例，表面硬度为HRC52、心部硬度≥HRC43、表面与心部硬度差较大，成本约为2900元/吨，大批量生产时，淬火截至温度不易控制，特别需要注意质量控制。
实施例3合金包含碳C 3.0-3.8％，硅Si、锰Mn和铜Cu三中成分总量为4.5-5.0％，硫S≤0.04％，磷P＜0.1％，镁Mg0.03-0.06％，稀土Re0.02-0.04％。
采用本实施例以马氏体球墨铸铁余热淬火生产磨球，在型砂中冷却到约900℃时开始直接淬入水中，以直径100mm磨球为例，经检测，表面硬度为HRC51-52、心部硬度HRC50，磨球裂纹倾向较重，成本约为2400元/吨，大批量生产时，淬火在高温下击断浇冒口，特别需要注意严格控制铸件温度。
实施例3合金包含碳C 3.8％，硅Si 2.6％，锰Mn 0.6％，硫S 0.03％，磷P＜0.06％，铜Cu 0.4-0.6％，镁Mg0.04％，稀土Re0.4-0.6％。
采用本实施例生产磨球，以直径100mm磨球为例，经检测，表面硬度为HRC55-60、心部硬度HRC35，耐磨性较差。成本约为2300元/吨。
实施例4合金包含碳C 3.4-3.9％，硅Si 2.0-2.6％，锰Mn 0.8-1.2％，硫S≤0.05％，磷P≤0.1％，铜Cu 0.2-0.3％，铬Cr0.2-0.4％，镁Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％。
采用本实施例生产磨球，以直径90mm磨球为例，经检测，表面硬度为HRC53-57、心部硬度与表面硬度插差不超过HRC3。成本约为2700元/吨。
权利要求
1.一种高碳低铬锰合金铸球，其特征在于，合金包含碳C 3.0-3.9％，硅Si＜5.0％，锰Mn＜5.0％，硫S≤0.1％，磷P 0.06-0.12％，铜Cu＜5.0％，铬Cr≤0.5％，钛Ti≤0.12％，镍Ni≤0..2％，镁Mg≤0.06％，稀土Re≤0.06％。
2.如权利要求1所述的一种高碳低铬锰合金铸球，其特征在于，合金包含碳C 3.4-3.7％，硅Si 2.7-2.9％，锰Mn 0.7-1.0％，硫S 0.02-0.05％，磷P 0.08-0.12％，铜Cu 0.8-1.0％，铬Cr 0.1-0.2％，钛Ti0.08-0.12％，镍Nio.1-0.2％，镁Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％，直径100mm磨球，表面硬度为HRC55-60、心部硬度≥HRC53-58、体积硬度≥HRC57-59，冲击韧性10-20J/cm2，。
3.如权利要求1所述的一种高碳低铬锰合金铸球，其特征在于，合金包含碳C 3.2-3.8％，硅Si 2.3-2.9％，锰Mn 0.5-0.8％，硫S≤0.1％，磷P≤0.1％，铜Cu 0.5-0.8％，铬Cr 0.5％，直径100mm磨球，表面硬度为HRC52、心部硬度≥HRC43。
4.如权利要求1所述的一种高碳低铬锰合金铸球，其特征在于，合金包含碳C 3.8％，硅Si 2.6％，锰Mn 0.6％，硫S 0.03％，磷P＜0.06％，铜Cu 0.4-0.6％，镁Mg0.04％，稀土Re0.4-0.6％，直径100mm磨球，表面硬度为HRC55-60、心部硬度HRC35。
5.如权利要求1所述的一种高碳低铬锰合金铸球，其特征在于，合金包含碳C 3.4-3.9％，硅Si 2.0-2.6％，锰Mn 0.8-1.2％，硫S≤0.05％，磷P≤0.1％，铜Cu 0.2-0.3％，铬Cr0.2-0.4％，镁Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％，直径90mm磨球，表面硬度为HRC53-57、心部硬度与表面硬度差不超过HRC3。
全文摘要
一种高碳低铬锰合金铸球,包含碳C3.0－3.9%,硅Si<5.0%,锰Mn<5.0%,硫S≤0.1%,磷P0.06－0.12%,铜Cu<5.0%,铬Cr≤0.5%,钛Ti≤0.12%,镍Ni≤0..2%,镁Mg≤0.06%,稀土Re≤0.06%。较合理地解决了高硬度与高韧性之间的矛盾,同时具有较高的冲击韧性,该产品的破碎率≤1%,低于国家3%的标准。该产品通过水泥、矿山等行业的工业性试验表明,水泥生产磨耗为70－100克/吨;铁矿生产磨耗为200－300克/吨,金矿生产磨耗为0.8－1.5公斤/吨,耐磨性是普通铸球、锻球的2－3倍。
文档编号C22C37/08GK1367271SQ0110278
公开日2002年9月4日 申请日期2001年1月23日 优先权日2001年1月23日
发明者高守敬, 樊增强, 穆大伟, 袁章奇, 孙瑞立, 姚晓平, 李俊鹏, 张文勋, 谢建, 汪开龙, 李勇强, 李战防, 吐尔逊, 王世彬, 焦新民, 努尔 申请人:新疆维吾尔自治区第三机床厂