一种高铬七元高合金耐磨球及其制造方法
【专利摘要】本发明公开一种高铬七元高合金耐磨球，各化学成分按重量百分比为：C:3.4～3.7%、Si:1.2～1.6%、Mn：0.5～1.0%、P≤0.03%、S≤0.03%、Cu:0.5～1.2%、Cr:11.0～12.0%、Ti:0.05～0.1%、余量为Fe。热处理将室温状态下的耐磨球装入热处理炉中，在500℃以下时，升温速度不高于80℃/h；升温达到500℃时保温2～3小时；再加热从500℃到920℃时的升温速度为100～110℃/h；达到920℃后保温1～2小时，此时温度控制在910～930℃；转入油中淬火至150℃～室温，重装入热处理炉，炉温控制在300～360℃，保温2～6小时后空冷。
【专利说明】一种高铬七元高合金耐磨球及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及选矿【技术领域】中耐磨材料，尤其涉及一种高铬七元高合金耐磨球及其制造方法。
【背景技术】
[0002]现有球磨机的耐磨球，其成分主要以低铬合金和高铬合金为主，低合金元素中含贵重合金成分，如大多低合金耐磨球都含Mo、Ni等元素，理论上可以增加耐麿性，但使用效果并不明显。
[0003]如:申请号CN200510096337.8 —种低成本高耐磨性的过共晶高铬铸铁及其制造方法 C:3.5 ~4.5%, Mn: 1.0 ~3.0%, Cr: 17 ~30%, S1:0.5 ~1.5%, Cu: 1.0 ~2.0%，P: ≤ 0.06%, S:≤ 0.06%, N1: ≤ 1%,余量为铁。C、Cr、Cu 都略高还含有 Ni，不能用于淬火等高温热处理，如果经过淬火等处理时可能会碎裂。Cu:过高可能造成不耐磨等不利因素。
[0004]申请号CN92113221.2强韧性高铬多元合金铸铁胶囊形(圆形)磨球及其制造方法其特征在于，磨球化学成分(重量百分数)为:1.5~2.6%C, 1.0~2.0%Si, 0.4~0.6%Mn, 0.01 ~0.1%P, 0.01 ~0.1%S, 12 ~16%Cr, 0.01 ~0.5%Mo, 0.01 ~0.6%Cu, 0.01 ~0.2%ff, 0.002 ~0.01%B, 0.01 ~0.6%V, 0.01 ~0.4%Ti, 0.01 ~0.1%RE,余为 Fe。其 C ,Mn较低，相应的硬度也偏低，不利于耐磨；Cu低于0.5%对改善耐腐蚀性作用不明显，还有其它合金元素多，成本也随之增高。同时没有热处理，对其晶体组织成分也没有约束，会对球的总体机械性有相应的影响。
【发明内容】
[0005]鉴于上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种成本相对较低、具有高硬度、高耐磨性、不易开裂等优良性能的高铬七元高合金耐磨球及其制造方法。
[0006]本发明是一种高铬七元高合金耐磨球，各化学成分按重量百分比为:C:3.4~3.7%,S1: 1.2 ~1.6%,Mn:0.5 ~1.0%、P ≤ 0.03%、S ≤0.03%、Cu:0.5 ~1.2%,Cr:11.0 ~12.0%、T1:0.05~0.1%、P ≤ 0.03%、S≤0.03%、余量为Fe及不可避免杂质。
[0007]碳的作用是基体能够达到硬度，在高铬铸铁中与铁、铬合金共同作用形成高硬度的MC碳化物，本发明选择3.4~3.7% ；
铬:在高铬球中和碳、铁形成化合物，铬元素还可溶入基体提高淬透性，铬、碳比在合适时可提高淬透性，同时提高耐磨度；在本成分中铬超过一定数量对耐磨性能的提高表现并太不明显，为更好的提高质量和降低成本的合理比例，与考虑到其它成分和热处理方面的影响选择11.0~12.0%比较合适；
锰:是形成奥氏体的有效元素，可提高淬透性，但对耐磨球中不可过高，根据本成分的综合要求选择0.5~1.0%较为合理；
铜:在湿磨状态游离的单质铜可改善磨球本身的电离电位差，并减弱白口倾向，有利于本成分在热处理时产生开裂倾向，在合适成分时提高抗腐蚀性能，所以对耐磨有一定作用。超过0.5%较为明显，但过高又对硬度影响较大，从而降低综合耐磨性能，铜加入量不可超
1.5%，本成分中优选Cu:0.5~1.2%较为恰当；
硅:在本成分中由于硅的原子比例较大可提高基体的固溶强度，选择S1: 1.2~1.6%比较合适。
[0008]钛:在本成分中能发挥细化晶粒的作用，在热处理后使基体强度有一定的增强，减少晶粒粗大，提高韧性，在淬火时不易开裂，从而提高耐磨性能，成分控制在0.05~0.1%较为合理。
[0009]磷、硫都不得超过本成分要求，过高会在热处理时会产生热裂和冷裂后产生脆裂，应控制到0.03%以下。
[0010]一种高铬七元高合金耐磨球的制造方法，包括冶炼、浇注和热处理，热处理工艺为分段升温~保温~淬火~回火，将室温状态下的耐磨球装入热处理炉中，在500°c以下时，升温速度不高于80°C /h ;升温达到500°C时保温2~3小时；再加热从500°C到920°C时的升温速度为100~110°C /h ;达到920°C后保温I~2小时，此时温度控制在910~930°C;保温完成后转入油中淬火至150°C~室温，再重装入热处理炉中，炉温控制在300~360°C，保温2~6小时后空冷。
[0011]现有技术低温退火的时效处理，只起到消除内应力的作用，本发明淬火加低温回火的热处理方式，组织成分主要获得较多的回火屈氏体组织并在一部分渗碳体等组织，有较高的硬度和韧性使磨球获得较好综合性能，成本也相对较低。
[0012]本发明在高铬磨球的成分上优选了合金元素，也避免在热处理环节对耐磨性能的干扰；并通过特殊的热处理方法进行生产；不仅降低球的用量，还可以提高球磨机生产效率，而且有较高的经济效益。耐磨球，使用不开裂，其硬度达到59~62 (HRC)，碎球率小于
0.3%，球耗 0.3 ~0.5kg/t。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明作进一步说明，实施例仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
[0014]表1为各实施例化学成分表；
表1为各实施例化学成分表(wt%)
【权利要求】
1.一种高铬七元高合金耐磨球，其特征在于各化学成分按重量百分比为:c:3.4~3.7%、S1:l.2 ~1.6%,Mn:0.5 ~1.0%、Cu:0.5 ~1.2%,Cr:11.0 ~12.0%、T1:0.05 ~0.1%、P^0.03%、S^0.03%、余量为Fe及不可避免杂质。
2.一种高铬七元高合金耐磨球的制造方法，包括冶炼、浇注和热处理，其特征在于所述的热处理工艺为分段升温~保温~淬火~回火，将室温状态下的耐磨球装入热处理炉中，在500°C以下时，升温速度不高于80°C /h ;升温达到500°C时保温2~3小时；再加热从500°C到920°C时的升温速度为100~110°C /h ;达到920°C后保温I~2小时，此时温度控制在910~930°C;保温完成后转入油中淬火至150°C~室温，再重装入热处理炉中，炉温控制在300~360°C，保温2~6小时后空冷。
【文档编号】C22C37/10GK103602881SQ201310569196
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】韩建国 申请人:鞍钢集团矿业公司