一种胶囊状耐磨体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种胶囊状耐磨体，其中部为圆柱体，圆柱体两端为对称的半球体，圆柱体轴向截面形状为正方形，所述胶囊状耐磨体表面无棱线存在，各个面之间光滑过渡，并且所述胶囊状研磨体采用高铬钢材制成，在制备过程中掺入适量的铌，并且采用分段匀速升温方式加热、在淬火步骤后进行二次加热、随后重复进行多次冷处理和回火。本发明提出的一种胶囊状耐磨体，保证耐磨体的机械性能，减小开裂现象的发生，大大增强了耐磨体的硬度和韧性，提高耐磨性，同时研磨效率更高，使得物料研磨更充分。
【专利说明】一种胶囊状耐磨体
【技术领域】
[0001]本发明涉及研磨体【技术领域】，尤其涉及一种胶囊状耐磨体。
【背景技术】
[0002]铸铁磨球广泛地应用于水泥建材、冶金矿山、火力发电等行业。随着科学技术进步和经济的飞速发展人类社会进入了一个前所未有的新时期，工业发展和社会进步对传统结构的耐磨材料提出了新的要求，特别是对使用量大、应用范围广的耐磨材料，人们期望利用最少的资源、最低的成本，生产制造出具有非常优秀综合性能的先进的耐磨材料以满足社会进步对于材料的特别需求，因此，加快磨球产品技术更新、换代步伐，开发性价比更高的替代产品，已经成为耐磨材料企业的重要责任和当务之急。
[0003]高铬钢球由于其良好的耐磨性，受到广泛使用，但是其冲击韧性差，影响其适用性。为了使磨球的韧性和耐磨性能达到理想配合，弥补磨球耐磨性与良好韧性的不足而又必须经高温淬火回火处理，但这种方法并不理想，普通存在着磨球早期变形和破碎问题。同时，球体比表面积最小且表面形状处处平滑，集中程度高、各向同性，运动时受到摩擦力最小，因此研磨效率较低；而钢段两端为平面，其对物料的粉磨作用小。
[0004]因此，如何制造一种耐磨性和韧性兼顾、研磨效率高、使用寿命长的耐磨体，是本领域技术人员丞待解决的问题。
【发明内容】
[0005]为解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出一种胶囊状耐磨体，耐磨性好、韧性好、研磨效率高、使用寿命长。
[0006]本发明提出的一种胶囊状耐磨体，由圆柱体和对称位于圆柱体两端的半球体构成一体，所述半球体底面与所述圆柱体底面重合，所述圆柱体底面直径与所述圆柱体的高度相等；
[0007]所述胶囊状耐磨体通过下列步骤制成:
[0008]S1、熔炼
[0009]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.6?1.8%、硅0.4?0.7%、锰0.3?0.6%、钥0.6?1.0%、铬10.0?10.5%、铌0.25?0.6%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0010]S2、浇注
[0011]将SI中制备的高铬铁水放模具浇注，待冷却后起模，得到铸件；
[0012]S3、加热升温:将所述铸件送入热处理炉中进行分段升温，首先以20°C /分钟匀速升温至320?350°C，接着继续以5°C /分钟匀速升温至620?650°C，然后继续以3°C /分钟匀速升温至780?800°C，然后继续以2°C /分钟匀速升温至至920?950°C，然后继续以10C /分钟匀速升温至1050?1080°C，保温90?95分钟；
[0013]S4、淬火:将经加热升温得到的铸件放入84?86°C的水池中冷却8?12分钟；
[0014]S5、二次加热:将淬火后的铸件重新放入热处理炉中二次加热至105?115°C ；
[0015]S6、冷处理:将二次加热后得到的铸件以10°C /分钟匀速降温至-35?_25°C，然后升温至室温；
[0016]S7、回火:将经冷处理的铸件放入回火炉，回火炉温度控制在260?350°C，回火5?7小时，出炉空冷，得到胶囊状耐磨体；
[0017]其中，将S6和S7交替进行两次或多次。
[0018]优选地，在SI中，制得高铬铁水中铬和铌的质量比为25-30:1。
[0019]本发明中，所提出的胶囊状耐磨体中部为圆柱体，圆柱体两端为对称的半球体，圆柱体轴向截面形状为正方形。所述胶囊状耐磨体表面无棱线存在，各个面之间光滑过渡，其与钢球相比，表面积更大，相对移动所产生的剪力更大，对物料的研磨作用更强，并且避免了钢段表面利用率低的缺点，使得物料能够得到更加充分的研磨，研磨效率更高；此外，所述胶囊状研磨体采用高铬钢材制成，在制备过程中掺入适量的铌，并且采用分段匀速升温方式加热、在淬火步骤后进行二次加热、随后重复进行多次冷处理和回火，保证耐磨体的机械性能的同时，减小开裂现象的发生，大大增强了耐磨体的硬度和韧性，提高耐磨性，延长耐磨体的使用寿命。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]本实施例中一种胶囊状耐磨体，由圆柱体和对称位于圆柱体两端的半球体构成一体，所述半球体底面与所述圆柱体底面重合，所述圆柱体底面直径与所述圆柱体的高度相等;
[0022]所述胶囊状耐磨体通过下列步骤制成:
[0023]S1、熔炼
[0024]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳 1.6%、硅 0.7%、锰 0.6%、钥 1.0%、铬 10.0%、铌 0.4%、硫含量< 0.008%,磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0025]S2、浇注
[0026]将SI中制备的高铬铁水放模具浇注，待冷却后起模，得到铸件；
[0027]S3、加热升温:将所述铸件送入热处理炉中进行分段升温，首先以20°C /分钟匀速升温至320°C，接着继续以5°C /分钟匀速升温至630°C，然后继续以3°C /分钟匀速升温至780°C，然后继续以2°C /分钟匀速升温至至940°C，然后继续以TC /分钟匀速升温至1070°C，保温90分钟；
[0028]S4、淬火:将经加热升温得到的铸件放入84°C的水池中冷却12分钟；
[0029]S5、二次加热:将淬火后的铸件重新放入热处理炉中二次加热至105°C ；
[0030]S6、冷处理:将二次加热后得到的铸件以10°C /分钟匀速降温至_35°C，然后升温至室温;
[0031]S7、回火:将经冷处理的铸件放入回火炉，回火炉温度控制在260°C，回火7小时，出炉空冷，得到胶囊状耐磨体；
[0032]S8、将S6和S7交替进行三次。
[0033]实施例2
[0034]本实施例中一种胶囊状耐磨体，由圆柱体和位于圆柱体两端的半球体构成一体，该半球体底面与圆柱体底面重合，该圆柱体底面直径与所述圆柱体的高度相等；
[0035]本实施例提出的胶囊状耐磨体通过下列步骤制成:
[0036]S1、熔炼
[0037]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.7%、硅0.55%、锰0.45%、钥0.8%、铬10.2%、铌0.38%、硫含量(0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0038]S2、浇注
[0039]将SI中制备的高铬铁水放模具浇注，待冷却后起模，得到铸件；
[0040]S3、加热升温:将所述铸件送入热处理炉中进行分段升温，首先以20°C /分钟匀速升温至350°C，接着继续以5°C /分钟匀速升温至620°C，然后继续以3°C /分钟匀速升温至800°C，然后继续以2°C /分钟匀速升温至至9500C，然后继续以1°C /分钟匀速升温至1080°C，保温90分钟；
[0041]S4、淬火:将经加热升温得到的铸件放入86°C的水池中冷却8分钟；
[0042]S5、二次加热:将淬火后的铸件重新放入热处理炉中二次加热至115°C ;
[0043]S6、冷处理:将二次加热后得到的铸件以10°C /分钟匀速降温至_25°C，然后升温至室温;
[0044]S7、回火:将经冷处理的铸件放入回火炉，回火炉温度控制在350°C，回火5小时，出炉空冷，得到胶囊状耐磨体；
[0045]S8、将S6和S7交替进行四次。
[0046]实施例3
[0047]本实施例中一种胶囊状耐磨体，由圆柱体和位于圆柱体两端的半球体构成一体，该半球体底面与圆柱体底面重合，该圆柱体底面直径与所述圆柱体的高度相等；
[0048]本实施例提出的胶囊状耐磨体通过下列步骤制成:
[0049]S1、熔炼
[0050]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳 1.8%、硅 0.4%、锰0.3%、钥 0.6%、铬 10.5%、铌 0.35%、硫含量< 0.008%,磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0051]S2、浇注
[0052]将SI中制备的高铬铁水放模具浇注，待冷却后起模，得到铸件；
[0053]S3、加热升温:将所述铸件送入热处理炉中进行分段升温，首先以20°C /分钟匀速升温至330°C，接着继续以5°C /分钟匀速升温至650°C，然后继续以3°C /分钟匀速升温至7900C，然后继续以2°C /分钟匀速升温至940°C，然后继续以1°C /分钟匀速升温至1050°C，保温95分钟；
[0054]S4、淬火:将经加热升温得到的铸件放入85°C的水池中冷却10分钟；
[0055]S5、二次加热:将淬火后的铸件重新放入热处理炉中二次加热至110°C ；
[0056]S6、冷处理:将二次加热后得到的铸件以10°C /分钟匀速降温至_30°C，然后升温至室温;
[0057]S7、回火:将经冷处理的铸件放入回火炉，回火炉温度控制在300°C，回火6小时，
出炉空冷，得到胶囊状耐磨体；
[0058]S8、将S6和S7交替进行两次。
[0059]在上述实施例1?3中，所提出的胶囊状耐磨体中部为圆柱体，圆柱体两端为对称的半球体，圆柱体轴向截面形状为正方形。所述胶囊状耐磨体表面无棱线存在，各个面之间光滑过渡，其与钢球相比，表面积更大，相对移动所产生的剪力更大，对物料的研磨作用更强，并且避免了钢段表面利用率低的缺点，使得物料能够得到更加充分的研磨，研磨效率更高；此外，所述胶囊状研磨体采用高铬钢材制成，在制备过程中掺入适量的铌，并且采用分段匀速升温方式加热、在淬火步骤后进行二次加热、随后重复进行多次冷处理和回火，保证耐磨体的机械性能的同时，减小开裂现象的发生，大大增强了耐磨体的硬度和韧性，提高耐磨性，延长耐磨体的使用寿命。
[0060]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种胶囊状耐磨体，其特征在于，由圆柱体和对称位于圆柱体两端的半球体构成一体，所述半球体底面与所述圆柱体底面重合，所述圆柱体底面直径与所述圆柱体的高度相等; 所述胶囊状耐磨体通过下列步骤制成: 51、熔炼 将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳 1.6 ?1.8%、硅 0.4 ?0.7%、锰 0.3 ?0.6%、钥 0.6 ?1.0%、铬 10.0 ?10.5%、铌0.25?0.6%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质； 52、浇注 将SI中制备的高铬铁水放模具浇注，待冷却后起模，得到铸件； 53、加热升温:将所述铸件送入热处理炉中进行分段升温，首先以20°C/分钟匀速升温至320?350°C，接着继续以5°C /分钟匀速升温至620?650°C，然后继续以3°C /分钟匀速升温至780?800°C，然后继续以2°C /分钟匀速升温至至920?950°C，然后继续以1°C /分钟匀速升温至1050?1080°C，保温90?95分钟； 54、淬火:将经加热升温得到的铸件放入84?86°C的水池中冷却8?12分钟； 55、二次加热:将淬火后的铸件重新放入热处理炉中二次加热至105?115°C； 56、冷处理:将二次加热后得到的铸件以10°C/分钟匀速降温至-35?-25°C，然后升温至室温； 57、回火:将经冷处理的铸件放入回火炉，回火炉温度控制在260?350°C，回火5?7小时，出炉空冷，得到胶囊状耐磨体； 其中，S6和S7重复交替进行两次或多次。
2.根据权利要求1所述的胶囊状耐磨体，其特征在于，在SI中，制得高铬铁水中铬和铌的质量比为25-30:1。
【文档编号】C22C38/36GK104278203SQ201410225920
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年5月24日 优先权日:2014年5月24日
【发明者】熊夏鸣 申请人:宁国市南方耐磨材料有限公司