一种磨球及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属材料及其制备技术领域，尤其涉及一种磨球及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 磨球是一种形状较为简单的球形产品，是矿山、建材、煤炭、化工等工业部门不可 缺少的重要部分。所以，耐磨钢球作为易耗品，其市场年需求量极大。每年国际磨球的需求 量在500万吨以上，中国磨球的需求在300万吨以上，特别是大规模矿山用磨球需求量更为 突出。
[0003] 根据各行业不同设备、不同工况条件的要求，制造磨球的材质及生产工艺多种多 样，如锻造钢球、球墨铸铁、铬合金铸造磨球等。目前国内磨球所采用的生产工艺是铸造工 艺，主要是采用顺序凝固技术来制造磨球。在生产磨球过程中，会造成产品内部组织疏松、 有孔洞、失圆等现象。
[0004] 半固态成型技术，是新兴的金属制造关键技术之一。合金液经半固态化处理，铸件 的机械性能和耐磨性均能提高，这项技术现广泛应用于提高铝镁等轻金属的力学性能，至 今尚未发现在铸铁磨球上应用。探索半固态金属成型技术在铸铁磨球领域的应用，可以极 大地改善铸球产品的力学性能，提高产品质量，降低能源消耗。因此，研究磨球半固态凝固 成型技术对磨球生产工艺的变革，引领行业发展具有极其重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种磨球及其制造方法，该磨球可以采用半固态凝固成型技 术制造而成，该磨球内部致密、性能良好。
[0006] 本发明所提供的技术方案如下：
[0007] -种磨球制造方法，其是采用半固态成型工艺制造磨球，具体包括：
[0008] 制备合金液；
[0009] 将所述合金液进行搅拌，冷却，得到半固态浆料；
[0010] 将所述半固态浆料进行挤压成型，得到磨球。
[0011] 进一步的，所述制备合金液具体包括：
[0012] 将废钢熔化，加入合金材料和增碳剂，得到合金液，所述合金液的化学成分按重量 百分数计算为：
[0013] C 为 2. 6 ~3· 0%、Μη 为 0· 6 ~0· 8%、Cr 为 1 ~3%、S 为 0 ~0· 08%、P 为 0 ~0· 08%、 Si 为 0· 6 ~L 0%、Mo 为 0 ~0· 04%、V 为 0 ~0· 02%、Ti 为 0 ~0· 02%、余量为 Fe。
[0014] 进一步的，所述合金材料包括锰铁、铬铁、硅铁中的一种或多种。
[0015] 进一步的，所述增碳剂包括人造石墨、煅烧石油焦、天然石墨、焦炭、无烟煤中的一 种或多种。
[0016] 进一步的，将所述合金液进行搅拌，冷却，得到半固态浆料，具体包括：
[0017] 采用电磁搅拌法对合金液进行搅拌，并将所述合金液冷却至1260~1300摄氏度， 得到固液相重量比为50%~60%的半固态浆料。
[0018] 进一步的，所述电磁搅拌法的工艺条件为：磁场强度为1200~1500高斯，搅拌时 间为20~30分钟。
[0019] 进一步的，所述方法还包括：对挤压成型得到的磨球进行后续处理，所述后续处理 包括：清理所述磨球的毛刺。
[0020] 一种磨球，其采用如上所述的方法制造而成。
[0021] 本发明的有益效果如下：
[0022] 本发明所提供的磨球制造方法是利用半固态成型技术来制造磨球，与现有技术中 所采用的磨球铸造技术相比，由于半固态成型技术不是利用凝固过程来控制组织的变化或 缺陷的产生，而是通过半固态金属液产生的流变性和熔融性来控制制件的质量，可以解决 传统磨球铸造件缺陷多、寿命低、耗能大等问题，从而得到内部致密、性能良好的磨球。
【附图说明】
[0023] 图1表示本发明所提供的磨球制造方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0025] 本发明提供一种磨球制造方法，其实采用半固态成型工艺制造磨球，可以得到内 部致密、性能良好的磨球。该方法包括：制备合金液；将所述合金液进行搅拌，冷却，得到半 固态浆料；将所述半固态浆料进行挤压成型，得到磨球。
[0026] 具体地，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
[0027] 步骤101、将废钢熔化，加入合金材料和增碳剂，得到合金液，所述合金液的化学成 分按重量百分数计算为：C为2. 6~3. 0%、Μη为0. 6~0. 8%、Cr为1~3%、S为0~0. 08%、 P 为 0 ~0· 08%、Si 为 0· 6 ~L 0%、Mo 为 0 ~0· 04%、V 为 0 ~0· 02%、Ti 为 0 ~0· 02%、余 量为Fe ;
[0028] 步骤102、将所述合金液进行搅拌，冷却，得到半固态浆料，具体包括：
[0029] 采用电磁搅拌法对合金液进行搅拌，并将所述合金液冷却至1260~1300摄氏度， 得到固液相重量比为50%~60%的半固态浆料；
[0030] 步骤103、将所述半固态浆料放入成型模具内，成型模具的上、下模合拢挤压成型， 开型取件，即可得到内部致密、性能良好的磨球。
[0031] 其中，上述步骤101中，所述合金材料可以采用目前已知的合金材料，优选的，所 述合金材料采用锰铁、铬铁、硅铁中的一种或多种。
[0032] 上述步骤101中，所述增碳剂是以碳元素为主的添加剂，其可以采用人造石墨、煅 烧石油焦、天然石墨、焦炭、无烟煤或者上述几种材料的混合料。
[0033] 上述步骤102中，电磁搅拌法的工艺条件为：磁场强度为1200~1500高斯，搅拌 时间为20~30分钟。
[0034] 此外，本发明所提供的磨球制造方法还可以包括对挤压成型得到的磨球进行后续 处理的步骤，所述后续处理可以包括清理所述磨球的毛刺等。
[0035] 本发明所提供的磨球制造方法是利用半固态成型技术来制造磨球，与现有技术中 所采用的磨球铸造技术相比，由于半固态成型技术不是利用凝固过程来控制组织的变化或 缺陷的产生，而是通过半固态金属液产生的流变性和熔融性来控制制件的质量，可以解决 传统磨球铸造件缺陷多、寿命低、耗能大等问题，从而得到内部致密、性能良好的磨球。
[0036] 此外，以上提供的进一步技术方案中，对于步骤102中，合金液搅拌、冷却得到半 固态浆料的工艺条件进行了优化。首先，在本发明所提供的磨球制造方法的进一步方案中， 该方法还利用电磁搅拌法来对合金液进行搅拌，与机械搅拌法相比，机械搅拌法的工艺参 数不易控制，很难保证产品质量的一致性，而电磁搅拌法是利用电磁感应在凝固的金属液 中产生感应电流，感应电流在外加磁场的作用下促使金属固液浆料激烈地搅动，使传统的 枝晶组织转变为非枝晶组织，该方法在很大程度上克服了机械搅拌的缺点，可实现连铸，生 产效率高。
[0037] 此外，电磁搅拌过程中的工艺参数进行了优化，电磁搅拌法的工艺条件为磁场强 度为1200~1500高斯，搅拌时间为20~30分钟，并且，合金液边搅拌变冷却至1260~ 1300摄氏度，直到得到固液相重量比为50%~60%的半固态浆料。通过对以上工艺参数的 优化，可以进一步保证采用该方法得到