专利名称：用于大直径磨球的铁基合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制备大直径磨球的材料，其直接决定了大直径磨球综合性能 的优劣。
背景技术：
磨球是球磨机使用中消耗量最大的易磨损件，其广泛应用于冶金、矿山、电力、建 材等工业领域的制粉设备，我国年消耗量在150万吨以上。近几年来，由于能源费用增长， 矿石品位下降，采用高效大型设备是现代选矿厂建设的主要倾向，球磨机的大型化已成 为现代选矿装备的主要趋势，随之直径超过140mm大直径磨球的需求量也越来越大。但 是，目前所使用的大直径磨球其综合性能都不够理想，主要表现为体积硬度低，抗磨损性 能差，从而导致选矿厂的运行成本大幅增加，消耗了大量的钢材，严重不符合我国资源可 持续性发展的要求。大量研究、实践表明，这一问题的出现主要归因于现有用于制备大直 径磨球的材料达不到要求。目前，国内对磨球材料已有了大量的研究，并且取得了很大进 展。专利CN1010760692A公开了一种超高铬铸造磨球及其热处理工艺，对传统超高铬铸 造磨球ZQCrf6化学成分和淬火工艺的优化调整；专利CN101074833A公开了一种超耐磨 铸钢磨球及其制备方法；专利CN101736200A公开了一种高碳钢多合金耐磨球及其生产方 法；专利CN101698921A公开了一种耐磨球墨铸铁及其制备方法；专利CN101445889A公 开了一种高耐磨再生合成铸铁磨球及其生产方法；专利CN101463450A公开了一种微量多 元合金化金属型铸钢磨球及其生产方法；专利CN101413084A公开了一种硅、铬、硼合金耐 磨球及其制造方法；专利CN101280382A公开了一种球磨机奥贝体球铁磨球及制造方法； 专利CN101270457A公开了一种磨球及生产工艺；专利CN1944700A公开了一种贝氏体球 墨铸铁磨球及其生产工艺；专利CN1851026A公开了一种高铬铸钢磨球及制备方法；专利 CN1918083A公开了一种磨球及其生产方法；CN1686613A公开了一种高强度抗磨球；专利 CN101200789A公开了一种低合金贝氏体球墨铸铁磨球；专利CN1262338A公开了一种马氏 体/贝氏体复合铸铁磨球及生产方法；专利CN1259586A公开了一种低铬稀土合金钢磨球 材料；专利CN1177647A公开了一种低合金马氏体铸铁磨球及其生产工艺；专利CN1180758A 公开了一种屈氏体金属磨球及其制备方法；专利CN1180110A公开了一种抗磨合金铸铁磨 球；专利CN1134468A公开了一种贝氏体球墨铸铁磨球；专利CN1101682A公开了一种适于 球磨铁矿粉的低合金白口铁铸造磨球；专利CN1101949A公开了一种低合金铸铁磨球及其 制造方法；专利CN1091072A公开了一种多元低铬合金铸铁磨球。以上各种用于磨球的材 料，都没有针对直径超过140mm大直径磨球，都不适合用于大直径磨球。
根据直径超过140mm大直径磨球的使用工况，大直径磨球须具有较高的冲击韧性 及良好的抗磨损性能。根据直径超过140mm大直径磨球的生产经验，大直径磨球以锻压制 造方法为主。由于大直径磨球的这些性质，用于制造大直径磨球的材料须具有良好的塑 性变形能力以及良好的热处理性能。目前用于制造大直径磨球的材料仅仅局限于45钢、 70Mn2、65Mn等，而用这些材料所生产的大直径磨球其体积硬度只有30HRC左右，抗磨损性能明显达不到要求。因此，亟需寻找用于制造大直径磨球的新材料，经过理论、试验研究，本 专利发明了一种合金，完全能够满足用于制造直径超过大直径140mm磨球的要求。该合金 制造的大直径磨球经过热处理，其微观组织以下贝氏体、马氏体和残余奥氏体为主，冲击韧 性和体积硬度匹配良好，并且得到了工业试验验证，具有良好的应用前景。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于直径超过140mm大直径磨 球的合金，该合金在950 1100°C温度范围内具有良好的塑性变形能力，完全能够满足大 直径磨球的锻压制造工艺。用该合金制造的大直径磨球，具有良好的热处理性能，其体积硬 度较普通直径大于140mm大直径磨球的体积硬度提高了 40% 80%，冲击韧性大于IOJ/ cm2，在实际工况使用中，其表现出抗磨损性能优异，破碎率低，已达到了直径小于140mm磨 球的先进水平。并且该合金加入各种元素对大直径磨球的制造成本影响很小，不影响其大 规模推广应用，深受用户欢迎。
本发明用于大直径磨球的铁基合金的特征是，所说的合金的成分以重量％计为C 0. 3 0. 6，Sil. 5 2. 5，Mn 2. 0 3. 5，B 0. 005 0. 01，Fe 余量。
在本发明铁基合金中，还可选择添加有Cr 0 1. 0和Mo 0 1. 0中之1 2种。
在本发明铁基合金中，加入一定量的硅元素能显著提高钢的抗高应力冲击磨损性 能；加入一定量的锰、铬、钼和硼等合金元素是为了保证，磨球经过热处理后其微观组织以 下贝氏体、马氏体和残余奥氏体为主。控制加入各种元素的含量，保证了该合金足够的塑性 变形能力，能够满足直径超过140mm大直径磨球的锻压制造工艺。
同现有技术相比，本发明铁基合金有如下优点或积极效果
1、本发明合金在950 1100°C温度范围内具有良好的塑性变形能力，完全能够满 足大直径磨球的锻压制造工艺。
2、用本发明合金制造的大直径磨球，其体积硬度较普通直径大于140mm大直径磨 球的体积硬度提高了 40% 80%，冲击韧性大于lOJ/cm2，在实际工况使用中，其表现出的 抗磨损性能优异，破碎率低，已达到了直径小于140mm磨球的先进水平。
3、本发明合金加中入各种元素对大直径磨球的制造成本影响很小。
具体实施方式
下面用实施例对本发明做进一步说明。
按照表1所列成分将一定比例的硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、硼铁和废钢用中频炉熔 炼并浇注成棒形坯料，再将棒形坯料锻压成直径150mm磨球。然后对磨球进行性能测试，其 结果见表2。
表1合金成分(以重量％计)
权利要求
1.一种用于大直径磨球的铁基合金，其特征是，所说的合金的成分以重量％计为C 0. 3 0. 6，Sil. 5 2. 5，Mn 2. 0 3. 5，B 0. 005 0. 01，Fe 余量。
2.根据权利要求1的铁基合金，其特征是，在所说的合金中还选择添加有CrO 1.0和 Mo 0 1. 0中之1 2种。
全文摘要
本发明是一种用于大直径磨球的铁基合金，其成分以重量％计为C 0.3～0.6，Si1.5～2.5，Mn2.0～3.5，Cr 0～1.0，Mo0～1.0，B0.005～0.01，其余为Fe。采用该合金制造的直径超过140mm大直径磨球，其体积硬度较普通直径大于140mm大直径磨球的体积硬度提高了40％～80％，冲击韧性大于10J/cm2。其在实际工况使用中，抗磨损性能优异，破碎率低，已达到了直径小于140mm磨球的先进水平。并且该合金加入的各种元素对磨球的制造成本影响很小，不影响其大规模推广应用，深受用户欢迎。本发明的铁基合金可广泛用于制造直径超过140mm的大直径磨球。
文档编号C22C38/12GK102031448SQ20101052064
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者卢德宏, 周荣, 孙浩, 岑启宏, 文志鹏, 李祖来, 蒋业华 申请人:昆明理工大学