83P，余量化)和0.14% 金属侣配料，先将质量分数88.751 %的Q12球墨铸铁用生铁、1.4 %碳素铭铁和0.80 %增碳 剂混合加热烙化，当铁水溫度升至1467°C时，加入质量分数4.0 %氮化儘铁和1.5 %娃铁，继 续将铁水溫度升至1498°C，然后依次加入质量分数0.14 %金属侣和0.45 %铁铁，金属侣和 铁铁加入完毕3分钟后，出铁水到球化包中，并在铁水出炉时，随铁水流加入块度为8-18mm、 质量分数为1.0 %娃铁对铁水进行随流孕育处理，采用凹坑冲入法对铁水进行球化处理，质 量分数为1.00 %铜儀合金倒入球化包凹坑，化平，加盖厚度8-12mm的球墨铸铁铁屑，复盖质 量分数0.7%的娃巧领合金，首先将炉内铁水出铁78%，球化完毕后，将质量分数0.009%的 金属錬和0.25%的棚铁用厚度0.8mm的低碳钢板包覆好后扔入球化包中，最后将炉内余下 的22 %铁水出炉到球化包，球化后的铁水经化渣、静置后，当溫度降至1364°C，将其诱入金 属铸型中铸造成磨球；
[0035] ②铁水诱注完毕90分钟后，开箱取出磨球，去掉诱冒口和飞边、毛刺，然后将磨球 随炉加热至880°C，保溫4小时后，将磨球出炉，并采用溫度为67°C的热水喷淋冷却，当磨球 溫度降至400-460°C时，停止喷淋冷却并将磨球重新入溫度为300°C的炉内保溫10小时，然 后出炉空冷至室溫，即可获得耐磨球铁磨球，耐磨球铁磨球力学性能见表1。
[0036] 表1耐磨球铁磨球力学性能
[0037]
[0038] 本发明磨球W娃、儘为主要合金元素，结合铭、棚、铜、铁、氮等元素的综合作用，不 含儀、钢、饥等昂贵合金元素，具有较低的生产成本。本发明磨球具有优异的力学性能，磨球 冲击初性大于22J/cm 2,硬度达到52-55皿C，落球次数>28000次，本发明磨球具有明显的加 工硬化效果，在Φ 3.0m球磨机上使用，用于破碎铁矿石，使用后磨球表面硬度可增加5-6皿C。本发明磨球使用过程中碎球率小于0.3%，磨耗比低铭白口铸铁磨球降低60% W上， 和高铭铸铁磨球相当，但生产成本比高铭铸铁磨球降低35% W上，推广本发明磨球可W提 高磨矿效率，减轻工人劳动强度，推广应用具有良好的经济和社会效益。
【主权项】
1. 一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 采用质量分数为88.3-89.6 %的Q12球墨铸铁用生铁、4.0-4.3 %氮化锰铁、2.0-2.5% 硅铁、0.65-0.80% 增碳剂、1.2-1.4% 碳素铬铁、0.7-0.9% 硅钙钡合金、1.00-1.15% 铜镁合金、〇 · 30-0.45 % 钛铁、0 · 009-0.012 % 金属锑、0· 20-0.25 % 硼铁和 0 · 12-0.14 % 金属 铝配料；先将质量分数88.3-89.6 %的Q12球墨铸铁用生铁、1.2-1.4 %碳素铬铁和0.65- 0.80 %增碳剂混合加热熔化，当铁水温度升至1450-1480°C时，加入质量分数4.0-4.3 %氮 化锰铁和部分硅铁，其中部分硅铁为所述2.0-2.5 %硅铁其中的1.2-1.5 %，继续将铁水温 度升至1490-1510°C，然后依次加入质量分数0.12-0.14%金属铝和0.30-0.45%钛铁，金属 铝和钛铁加入完毕2-4分钟后，出铁水到球化包中，并在铁水出炉时，随铁水流加入块度为 8-18mm、剩余硅铁0.5-1.3%对铁水进行随流孕育处理，其中剩余硅铁0.5-1.3 %为所述 2.0-2.5%娃铁第一次用后剩余的0.5-1.3% ;然后采用凹坑冲入法对铁水进行球化处理： 先将质量分数为1.00-1.15 %铜镁合金倒入球化包凹坑，扒平，在铜镁合金上加盖一层厚度 为8-12mm的球墨铸铁铁肩，然后在球墨铸铁铁肩上覆盖所述的质量分数0.7-0.9%的硅钙 钡合金，首先将炉内铁水出铁75-80 %到球化包内，球化完毕后，将质量分数0.009-0.012% 的金属锑和〇. 20-0.25%的硼铁用厚度0.5-1.2mm的低碳钢板包覆好后扔入球化包内，最后 将炉内余下的20-25%铁水出炉到球化包内，球化后的铁水经扒渣、静置后，当温度降至 1350-1380°C，将其浇入金属铸型中铸造成磨球； (2) 铁水浇注完毕30-90分钟后，开箱取出磨球，去掉浇冒口和飞边、毛刺，然后将磨球 随炉加热至880 - 900°C，保温3-4小时后，将磨球出炉，并采用温度为65-85°C的热水喷淋冷 却，当磨球温度降至400-550°C时，停止喷淋冷却并将磨球重新入温度为240-300°C的炉内 保温10-12小时，然后出炉空冷至室温，即可获得耐磨球铁磨球。2. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，Q12 球墨铸铁用生铁的化学成分质量分数％为：1.00-1.40Si，0.20-0.50Mn，3.40-3.75C，P < 0.05，S<0.03,余量 Fe。3. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，氮 化锰铁的化学成分质量分数％为:4 · 0-5 · 5N，75-79Mn，〈0 · 5C，〈3 · 5Si，〈0 · 3P，〈0 · 02S，余量 Fe〇4. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，娃 钙钡合金的化学成分质量分数％为:40~45Si，10~12Ca，10~12Ba，50.8C，<0·04Ρ，< 0.063，余量为卩〇。5. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，碳 素铬铁的化学成分质量分数％为：62.0~68.0Cr，7.0~8.5C，2.0~3.5Si，< 0.05P，< 0.043，余量为卩6。6. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，硼 铁的化学成分质量分数％为：19.0-21 ·0Β, 5 0.5C, <2.0Si, 5 0.5A1,5 0.02S，5 0.10P，余 量Fe。7. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，钛 铁的化学成分质量分数 ％ 为：38 · 0~42 · OTi，4 · 0~7 · 0A1，1 · 0~2 · 5Si，< 0 · 05P，< 0 · 04S， 余量为Fe。8. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，娃 铁的化学成分质量分数％为:72~80Si，〈0.2C，< 0.02S，< 0.04P，余量为Fe。9. 按照权利要求1所述的一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球的制备方法，其特征在于，铜 镁合金的化学成分质量分数％S:80-85Cu，15-20Mg。10. 按照权利要求1-9任一项所述方法制备得到的Si-Mn合金化耐磨球铁磨球。
【专利摘要】一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球及其制备方法，属于铸造技术领域。采用质量分数为88.3-89.6％的Q12球墨铸铁用生铁、4.0-4.3％氮化锰铁、2.0-2.5％硅铁、0.65-0.80％增碳剂、1.2-1.4％碳素铬铁、0.7-0.9％硅钙钡合金、1.00-1.15％铜镁合金、0.30-0.45％钛铁、0.009-0.012％金属锑、0.20-0.25％硼铁和0.12-0.14％金属铝配料，电炉熔炼，金属型浇注成磨球，随后进行喷雾淬火和回火处理，获得力学性能高和磨耗低的耐磨球铁磨球。
【IPC分类】C21C1/10, C22C37/04, C22C33/08, C22C37/06, C22C37/10
【公开号】CN105506442
【申请号】CN201610024508
【发明人】符寒光, 蒋业华, 周向阳, 蒋志强, 宗学文, 周荣, 吴中伟
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月14日