本发明涉及耐磨材料技术领域，具体涉及一种高铬合金铸球及其制备方法。
背景技术
现阶段，铬系合金铸球分为高铬合金铸球、低铬合金铸球、低铬合金铸球。高铬合金铸球的硬要较为广泛，正因为高铬合金铸球就硬度高，磨耗低，韧性好，破碎少等特点，使其主要应用于水泥建材、轻工造纸、金属矿山、煤浆火电、陶瓷涂料、化学工程、磁性材料等行业的粉体制备与超细深加工。目前高铬合金铸球的铸造上存在铸球的性能相对较不稳定，并且高铬合金铸球的合金含量高，成本高，在制备过程中产品硬度低，冲击韧性低，综合机械性能较差，制备所需成本高；为满足市场上对高铬合金铸球硬度、韧性、抗磨损等综合机械性能的要求，提高铬合金铸球各性能和降低其制备成本，节约合金资源，本发明提出了一种高铬合金铸球及其制备方法。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了种高铬合金铸球及其制备方法。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种高铬合金铸球，具有以下化学成分：c：1.6～2.3％，si：0.4～1.12％，mn：0.5～1.2％，cr：10.0～13.0％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.10～0.25％，v：0.09～0.18％，mg：0.9～1.46％，ti：0.06～1.20％，zr：0.08～0.16％，余量为fe及不可避免的杂质。
优选的，具有以下化学成分：c：1.8～2.1％，si：0.6～1.0％，mn：0.6～1.0％，cr：11.0～12.0％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.14～0.21％，v：0.1～0.16％，mg：1.1～1.35％，ti：0.08～1.1％，zr：0.10～0.14％，余量为fe及不可避免的杂质。
优选的，具有以下化学成分：c：1.9％，si：0.81％，mn：0.8％，cr：11.5％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.18％，v：0.13％，mg：1.23％，ti：0.09％，zr：0.12％，余量为fe及不可避免的杂质。
所述的高铬合金铸球的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：将原料投入电炉中熔炼，融化温度控制为1610～1650℃，完全融化后加入精炼剂，进行除气后扒渣；
(2)浇注：将扒渣后的合金溶液于1450～1500℃下浇注；
(3)淬火热处理：将浇注后得到的铸件于385～400℃下，按照2～5℃/min的升温速率，升温至490～510℃，并保温5～8h，水淬至室温后，均匀加热至180～220℃，保温2～3h，空冷至室温即得。
优选的，所述浇注温度为1480℃。
优选的，所述升温速率为3℃/min。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过化学成分间的合理添加，制备出的高铬合金铸球保证了高耐磨性的同时具有生产成本低、耗能低的特点，其中添加的ni不仅有利于合金的淬硬性，还可增加高铬合金铸球件奥氏体的稳定性，保证淬透性好，ni和mo结合，可进一步增高淬透性；添加的v在本发明的淬火温度下与c化合成vc，vc转进固溶体，提高铸件硬度，提高材料的韧性等；
(2)本发明的制备方法制得的高铬合金铸球硬度均大于58，冲击值均大于3，落球冲击疲劳寿命大于10000次，延长了铸球的使用寿命长，增强了铸球的耐磨性能，本发明的制备工艺还降低了制备成本，具有广泛应用前景。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高铬合金铸球，具有以下化学成分：c：1.9％，si：0.81％，mn：0.8％，cr：11.5％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.18％，v：0.13％，mg：1.23％，ti：0.09％，zr：0.12％，余量为fe及不可避免的杂质。
上述的高铬合金铸球的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：将原料投入电炉中熔炼，融化温度控制为1630℃，完全融化后加入精炼剂，进行除气后扒渣；
(2)浇注：将扒渣后的合金溶液于1480℃下浇注；
(3)淬火热处理：将浇注后得到的铸件于390℃下，按照3℃/min的升温速率，升温至500℃，并保温7h，水淬至室温后，均匀加热至200℃，保温2h，空冷至室温即得。
实施例2：
一种高铬合金铸球，具有以下化学成分：c：1.8％，si：1.12％，mn：1.2％，cr：11.0％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.10％，v：0.16％，mg：1.1％，ti：0.06％，zr：0.14％，余量为fe及不可避免的杂质。
上述的高铬合金铸球的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：将原料投入电炉中熔炼，融化温度控制为1650℃，完全融化后加入精炼剂，进行除气后扒渣；
(2)浇注：将扒渣后的合金溶液于1500℃下浇注；
(3)淬火热处理：将浇注后得到的铸件于385℃下，按照5℃/min的升温速率，升温至510℃，并保温6h，水淬至室温后，均匀加热至210℃，保温3h，空冷至室温即得。
实施例3：
一种高铬合金铸球，具有以下化学成分：c：1.6％，si：0.6％，mn：0.5％，cr：13.0％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.25％，v：0.18％，mg：1.46％，ti：0.08％，zr：0.10％，余量为fe及不可避免的杂质。
上述的高铬合金铸球的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：将原料投入电炉中熔炼，融化温度控制为1620℃，完全融化后加入精炼剂，进行除气后扒渣；
(2)浇注：将扒渣后的合金溶液于1450℃下浇注；
(3)淬火热处理：将浇注后得到的铸件于395℃下，按照4℃/min的升温速率，升温至505℃，并保温5h，水淬至室温后，均匀加热至220℃，保温3h，空冷至室温即得。
实施例4：
一种高铬合金铸球，具有以下化学成分：c：2.1％，si：0.4％，mn：0.6％，cr：120％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.14％，v：0.1％，mg：0.9％，ti：1.20％，zr：0.16％，余量为fe及不可避免的杂质。
上述的高铬合金铸球的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：将原料投入电炉中熔炼，融化温度控制为1610℃，完全融化后加入精炼剂，进行除气后扒渣；
(2)浇注：将扒渣后的合金溶液于1470℃下浇注；
(3)淬火热处理：将浇注后得到的铸件于400℃下，按照2℃/min的升温速率，升温至490℃，并保温8h，水淬至室温后，均匀加热至180℃，保温2h，空冷至室温即得。
实施例5：
一种高铬合金铸球，具有以下化学成分：c：2.3％，si：1.0％，mn：1.0％，cr：10.0％，mo：≤0.1％，cu：≤0.1％，p：≤0.1％，s：≤0.06％，ni：0.21％，v：0.09％，mg：1.35％，ti：1.1％，zr：0.08％，余量为fe及不可避免的杂质。
上述的高铬合金铸球的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：将原料投入电炉中熔炼，融化温度控制为1640℃，完全融化后加入精炼剂，进行除气后扒渣；
(2)浇注：将扒渣后的合金溶液于1490℃下浇注；
(3)淬火热处理：将浇注后得到的铸件于385℃下，按照3℃/min的升温速率，升温至495℃，并保温6h，水淬至室温后，均匀加热至190℃，保温2h，空冷至室温即得。
下表为本发明实施例1～5的方法制得的高铬合金铸球与普通市售的高铬合金铸球性能上的对比数据，如表1所示。
表1数据统计
综合上述可得，本发明制备得到的高铬合金铸球硬度为58-62，冲击值均大于3，落球冲击疲劳寿命大于10000次，有效提高了铸球的使用寿命长，增强了铸球的耐磨性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。