一种磨机用CADI磨球的加工方法与流程

文档序号:11899638阅读:1520来源:国知局

本发明涉及应用于冶金、矿山、水泥、火力发电厂等行业磨机中,对物料进行粉磨的含碳化物奥铁体球墨铸铁(Carbidic Austempered Ductile Iron,英文缩写为CADI)磨球的一种加工方法。



背景技术:

我国每年因磨料磨损消耗的金属材料约达300万吨以上。其中,磨球消耗超过200万吨,各种衬板消耗近30万吨,轧辊消耗近50万吨,各种工程机械耐磨配件消耗超过50万吨。

目前我国使用和出口的耐磨材料主要有:铬系白口铸铁(低铬和高铬)、镍硬铸铁、高锰钢、合金钢等。这些材料各自具有明显的缺点:铬系白口铸铁冲击韧性低,在重负荷冲击下易碎;高锰钢在低冲击载荷下加工硬化能力差,耐磨性不能充分发挥;镍硬铸铁和合金钢消耗大量的合金元素,成本较高。目前合金元素铬在耐磨材料中应用广泛,而我国是一个贫铬国家,90%的铬铁需要进口,近10年来高碳铬铁价格翻了4~5倍,在耐磨材料中大量使用铬的现状极度不符合国情。为了国民经济可持续发展,应少用或不用铬,科学、合理地利用战略资源,因此需尽快开发适合我国国情的磨球材料。

鉴于以上现状,CADI是一种理想的磨球材料。CADI以铁、碳为基体,通过等温淬火热处理得到针状铁素体、残余奥氏体(austenite)、碳化物和球状石墨形成的金相组织,性能特点为强度和韧性兼备,有较强的加工硬化能力,从而达到较高的表面硬度和耐磨性。CADI 磨球应用的主要优点是耐磨、节电、不破碎、无剥落、不失圆,能显著提高渣浆泵、叶轮、高频筛、磁选机等辅助设备的寿命。同时CADI材料的低弹性模量特点决定了CADI磨球在运转过程中具有减震、降低环境噪音等优点。

目前CADI磨球采用铸造方法制造。铸造磨球易出现铸造缺陷,造成使用中破碎或磨损不均匀。铸造磨球组织不够致密,影响耐磨性的发挥。因此,存在对CADI磨球的制造方法进行优化改进,进一步提高磨球性能的空间。



技术实现要素:

为进一步优化改进CADI磨球的性能,本发明提出了一种新的CADI磨球加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:(1)原料采用球墨铸铁棒料;(2)将球墨铸铁棒料在加热炉内加热到一定温度后,使之通过斜轧机利用斜轧成球原理热轧制成半成品球;(3)半成品球再经过等温淬火、退火及回火等热处理工艺最终得到成品CADI磨球。

采用本发明加工方法制造的CADI磨球的技术性能特点是:(1)磨球整体硬度比较均匀,表面硬度到心部的硬度差HRC2~3;(2)使用前磨球表面硬度为HRC45~55(Φ150mm磨球的硬度在HRC50~55,Φ180mm磨球的硬度在HRC45~50);(3)使用后加工硬化表面硬度HRC≥52(Φ150mm磨球使用后表面硬度HRC≥58,Φ180mm磨球使用后表面硬度HRC≥52 HRC);(4)冲击韧性可达30 J/cm2以上。

本发明的有益效果是,采用本发明工艺制造的CADI磨球具有以下优点:(1)高硬度、高韧性,具有加工硬化特性;(2)在同等工况条件下,磨耗低于铸造获得的CADI磨球;(3)不易破碎,不易失圆;(4)密度低,可降低球磨机启动和运转功率;(5)延长球磨机辅助设备的使用寿命,减少维护费用。

具体实施方式

⑴ 按照CADI的化学成分进行配料,在电炉内进行冶炼,原料包括生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁、硼铁和钨铁等,并加入孕育剂和球化剂进行球化处理;

⑵ 将冶炼合格的CADI铁水铸造制成直径与欲加工磨球直径相等的棒料;

⑶ 将CADI棒料在连续式加热炉中重新加热到轧制要求的温度;

⑷ 将加热的棒料送入斜轧机,在两根带有特殊螺旋孔型的轧辊间轧制,连续加工出半成品CADI磨球。一台斜轧机每分钟可生产 60 到 360 颗CADI磨球;

⑸ 轧制后的半成品CADI磨球立即送入在线热处理设备中进行淬火和回火,达到要求的强度、硬度和冲击韧性等性能,成为成品CADI磨球;

⑹ 对制造完成的CADI磨球进行检验,检验合格的产品送往成品仓库,包装后交付给用户。

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