专利名称：一种高铬铸铁磨球及生产方法
技术领域：
本发明涉及一种在冶金、矿山、电力和化工等工业领域用作粉磨介质的高铬铸铁磨球，及生产方法。
目前使用的高铬铸铁磨球及生方法存在以下缺点(1)成分中含有贵重元素Mo，成本高；(2)采用砂型铸造工艺复杂，时间长；(3)高温淬火，热处理费用高，冶金质量低。
本发明的目的就是要提供一种成本低，耐磨性好的高铬铸铁磨球以及该磨球的生产方法。
本发明所述的高铬铸铁磨球，一其化学成分如下(重量百分比％)C2.0～3.0Mn≤1.50Cr11.0～16.0Si≤1.50Cu≤1.50Re0.06～0.10P≤0.1S≤0.1其余为Fe。
其中①碳含量是影响合金性能的关键元素之一，本发明确认，增加碳含量可提高合金的耐磨性，但是随碳含量的增加合金的韧性降低，因此在碳含量的选择上须慎重。我们控制在2.0～3.0％。
②铬，铬是本发明合金的重要元素之一，当Cr＞11.0％，并适当控制Cr/C比，可保证碳化物晶格类型由M3C型转变为M7C3型。M7C3型碳化物，硬度高(HV＝1100～1300)呈断网状分布于基体上，它不但大大地提高了合金的抗磨能力，而且还使合金具有较好的韧性。
铬是一种较昂贵的元素，铬太高不经济，但是铬太低不能保证得到M7C3型碳化物，影响合金的耐磨性和韧性，将铬含量控制在11.0～16.0％，Cr/C比控制在大于5较为合适。
③硅，硅对改善碳化物的形态有利，但硅使珠光体细化，一般硅量控制在1.5％以下。
④锰，设计一定量的Mn，是为脱氧和去硫，一般锰量控制在1.5％以下。
⑤铜，本发明加入一定量的铜，目的在于进一步改善碳化物形态和分布，铜的价格较贵，不益多加故将其控制在1.5％以下。
⑥稀土，加一定量的稀土硅铁，目的是对合金进行变质处理，以改变碳化物的形态的分布，细化晶粒，净化晶界。稀土含量控制在0.06～0.10％为佳。
⑦磷、硫，磷、硫是有害元素，在原材料允许条件下，磷、硫越低越好。本设计要求P、S≤0.1％。
二、其铸造工艺采用水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造。
水玻璃砂的配比为(重量百分比)天然石英砂(50～100目)100％水玻璃[M＝2.2～2.6，比重46～52(波美度)]5～7％(外加)首模浇注采用CO2硬化，随后浇注采用模具余热自行硬化。
三、热处理工艺采用中温正火和低温回火热处理，使之获得屈氏体基体组织，热处理工艺为装炉温度小于300℃，正火860～900℃，保温3～4小时，空冷，回火260℃保温3～5小时，空冷。
热处理后机械性能为硬度≥HRC50，αk2～5J。
本发明突破传统高铬球由砂型铸造，然后经高温淬火获得马氏体基体组织的制球工艺，而采用金属型铸造，不需高温淬火，只需中温正火和低温回火后使用，获得基体组织为屈氏体的高铬铸球。
与砂型铸造淬火马氏体高铬球相比，由于节省了贵重元素Mo，提高了铸球的冶金质量及铁水利用率和产品合格率，减少了热处理费用，因而具有生产成本低，应用范围广，对高锰钢衬板不加大磨损等优势。
本发明所述的高铬球适用于冶金、矿山、电力、化工等工业领域用作粉磨介质磨球。在水泥干法球磨机粉磨525#水泥，吨水泥球耗为30～60克。破碎率小于1％。
实施例1用于Φ2.2M水泥干法磨粉磨525#水泥的磨球。
冶炼的化学成份及加入量按下例配比(重量百分比)，加入铁水中C2.6Mn1.0Cr14Si0.8Cu0.8Re0.06 P0.06S0.06用Re-Si(包头1号)作变质处理，加入量为金属液量的0.5％。
此铸铁液在0.5吨酸性中频感应炉内熔炼，在1350～1400℃温度下浇入保温冒口金属模内。
铸球经以下热处理。
正火870℃，保温3小时，空冷回火260℃，保温4小时，空冷经测试机械性能如下HRC＝52 αk＝3.62J/cm2金相组织为，碳化物+二次碳化物+屈化体实施例2用于Φ3.5M电厂煤磨机磨球。
用与实施例1相同的方法冶炼，铸造和热处理，化学成份及加入量按下例配比(重量百分比)加入铁水中C2.8Mn1.0Cr14Si0.8Re0.06P0.06S0.06经测试机械性能如下HRC＝54αk＝2.46J金相组织碳化物+二次碳化物+屈化体
权利要求
1.一种高铬铸铁磨球，其特征在于其材质化学成份及含量如下(重量百分比％)C2.0～3.0Mn≤1.50Cr11.0～16.0Si≤1.50Cu≤1.50Re0.06～0.10P≤0.1S≤0.1其余为Fe。
2.一种高铬铸铁磨球的生产方法，其特征在于(1)采用水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造，水玻璃砂的配比为天然石英砂50～100目的为100％，M＝2.2～2.6，比重为46～52波美度的水玻璃5～7％，首模浇注采用CO2硬化，随后浇注采用模具余热自行硬化；(2)采用中温正火和低温回火热处理，装炉温度＜300℃，正火860～900℃，保温3～4小时，空冷，回火260℃保温3～5小时，空冷。
全文摘要
本发明涉及一种用作粉磨介质的高铬铸铁磨球及生产方法。其化学成分及含量如下C2.0～3.0，Mn≤1.50，Cr11.0～16.0，Si≤1.50，Cu≤1.50，Re0.06～0.10，P≤0.1，S≤0.1其余为Fe。它采用水玻璃自硬砂保温冒口金属型铸造，热处理工艺采用中温正火和低温回火热处理，使之获得屈氏体基体组织，与砂型铸造高温淬火马氏体高铬球相比，节省了贵重元系Mo，提高了铸球的冶金质量及铁水利用率和产品合格率，减少热处理费用。
文档编号C22C37/00GK1150977SQ9511851
公开日1997年6月4日 申请日期1995年11月17日 优先权日1995年11月17日
发明者王宇辉 申请人:王宇辉