专利名称：一种高铬铸铁磨球的制造方法
技术领域：
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及的是一种高铬铸铁磨球的制造方法。
背景技术：
球磨机是水泥、电力、选矿、建材等行业中广泛应用的粉磨设备，磨球作为球磨机中的磨矿介质，既要有高的耐磨性，又要有高的韧性。
近年来，随着我国工业的迅速发展，磨球的消耗量很大，对于如何改进磨球性能，提高其使用寿命及生产效率的成形方法，具有广泛的经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种高铬铸铁磨球的制造方法。本发明的技术方案如下一种高铬铸铁磨球的制造方法，熔铸工艺为试样毛坯在100KW、10kg中频感应电炉中熔炼，熔炼温度为1450°C 1500°C，采用高温浇铸，出炉温度在1400°C左右；热处理工艺为淬火980°C，空冷至室温，回火温度分别为中温400°C，回火后空冷至室温。所述的高铬铸铁磨球的制造方法，所述试样毛坯的合金含量为碳含量选择在2. 5% 3. 5% ;铬含量小于20% ;锰的含量低于2. 2% ；Si含量0. 4 I. 2% ;钥、铜、钒、钨含量均小于I. 0%。铸球的耐磨性能与其热处理工艺密切相关，通过对高铬合金球成分设计和热处理工艺的实验研究，分析高铬合金球的金相组织和性能变化，提出了提高高铬合金球耐磨性的制造方法。
图I为耐磨球热处理工艺图；图2为不同工艺热处理后耐磨球的金相组织图(400X) ;a、3#试样无热处理b、4#试样980°C淬火c、5#试样980°C淬火400°C回火；d、6#试样980°C淬火600°C回火；图3为不同热处理工艺下的耐磨球的硬度对比；图4为不同热处理工艺下耐磨球的磨粒磨损量对比。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。实施例I、化学成分优化设计基于对基体与碳化物类型的要求，在实验室和工厂条件下对耐磨球的化学成分做了如下优化设计(I)碳C对高铬铸铁基体组织和碳化物有重要影响。C为生成共晶碳化物(Cr、Fe) A的主要元素，在耐磨性方面起着重要作用。碳含量决定碳化物的数量，选择较高的碳含量，可获得较多的高硬度碳化物，提高淬透性及优良的耐磨性、抗热裂性和抗剥落性，但是抗冲击韧性及抗弯强度呈直线下降。所以碳含量选择在2. 5% 3. 5%范围内为适宜。(2)铬Cr是高铬白口铸铁保证优异耐磨性和韧性的基本合金元素，其含量决定碳化物的类型。当含Cr大于10%时，高铬铸铁中的共晶碳化物基本上以M7C3为主，从获得奥、贝基体出发，在高铬铸铁中须控制铬含量小于20%。当Cr达到一定量后，继续增加耐磨性提高并不明显，过少则不能形成高硬度的碳化物(Cr、Fe) 7C3。
(3)锰Mn是形成奥氏体的一种有效元素，提高淬透性。在高铬铸铁中Mn的作用一是脱氧化；二是强化基体和碳化物。含Mn量过高时，将使组织中出现奥氏体，奥氏体组织不适宜作磨球，因为奥氏体磨球不论在干磨和湿磨中，都会造成大量破碎和剥落，但由于脱氧和去硫都用锰，因此锰的含量在耐磨球中不可以过高，低于2. 2%。(4)硅由于Si是非碳化物形成元素，可明显降低淬透性。Si的主要作用的是提高Ms点，减少残余奥氏体。一方面Si固溶于基体中，显著降低淬透性。随着Si含量增加，碳化物变得细小，Si溶于基体中使奥氏体含碳量降低；另一方面，Si又使奥氏体枝晶变得到细化，碳化物变得细碎，而且Si含量增加，碳化物增加，硬度、耐磨性提高，但冲击韧度降低。生产铸态高铬球托氏体磨球时，适当提高Si含量，0. 4 I. 2%，对于Si溶于基本中促进托氏体转变的倾向，提高铸铁的抗腐蚀性有利。5)微量合金化在高铬铸铁中，由于加入的铬大部分进入碳化物，使基体中铬浓度还不足以抑制珠光体型的转变。为提高磨球的铸态淬透性，需加入钥、铜、钒、钨进行微量合金化，其含量均小于1.0%。钥是强化碳化物形成元素，主要作用是细化基体，细化碳化物。钥能使C曲线右移，提高淬透性，当钥和铜联合使用时，提高淬透性的作用更大。钥还可以提高回火稳定性，防止回火脆性，从而改善综合力学性能。在金属型铸造条件下，加入少量即可起明显作用，实用于有特殊要求的耐磨钢球.钒属于微量合金元素，能形成硬度很高的碳氮化物，弥散在基体中，有利于提高基体的显微硬度和耐磨性，同时对晶粒的细化也是有利的。表I高铬铸铁球成分范围(单位％ )
权利要求
1.一种高铬铸铁磨球的制造方法，其特征在于，熔铸工艺为试样毛坯在中频感应电炉中熔炼，熔炼温度为1450°c 1500°C，采用高温浇铸，出炉温度在1400°C左右；热处理工艺为淬火980°C，空冷至室温，回火温度分别为中温400°C，回火后空冷至室温。
2.根据权利要求I所述的高铬铸铁磨球的制造方法，其特征在于，所述试样毛坯的合金含量为碳含量选择在2. 5% 3. 5% ;铬含量小于20% ;猛的含量低于2. 2% ；Si含量O.4 I. 2% ;钥、铜、钥;、鹤含量均小于I. O % ο
全文摘要
本发明公开了一种高铬铸铁磨球的制造方法，熔铸工艺为试样毛坯在100KW、10kg中频感应电炉中熔炼，熔炼温度为1450℃～1500℃，采用高温浇铸，出炉温度在1400℃左右；热处理工艺为淬火980℃，空冷至室温，回火温度分别为中温400℃，回火后空冷至室温；所述试样毛坯的合金含量为碳含量选择在2.5％～3.5％；铬含量小于20％；锰的含量低于2.2％；Si含量0.4～1.2％；钼、铜、钒、钨含量均小于1.0％。铸球的耐磨性能与其热处理工艺密切相关，通过对高铬合金球成分设计和热处理工艺的实验研究，分析高铬合金球的金相组织和性能变化，提出了提高高铬合金球耐磨性的制造方法。
文档编号C21D5/04GK102676909SQ20121006599
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者侯利锋, 卫英慧, 李永刚, 杜华云, 王宏伟, 郭志宏 申请人:太原理工大学