一种多面耐磨体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多面耐磨体，其采用二次浇注的方式制成，所述多面耐磨体为正三角形多面体结构(平面数≤8)，包括采用低铬钢材制成的内支撑球体以及采用含铌高铬钢材制成的外包覆层，并且所述多面体结构的侧棱和顶角经圆角处理。本发明中提出的多面耐磨体表面积大，对物料的研磨作用强，并且，减小物料从其间脱离的可能，以使得物料得到更加充分的研磨，研磨效率高；同时采用低铬钢材作为内支撑芯，大大降低了耐磨体的成本，而作为主研磨部分的外包覆层采用掺铌高铬钢材制成，大大增强了硬度和韧性，提高耐磨性，延长使用寿命。
【专利说明】一种多面耐磨体
【技术领域】
[0001]本发明涉及研磨体【技术领域】，尤其涉及一种多面耐磨体。
【背景技术】
[0002]铸铁磨球广泛地应用于水泥建材、冶金矿山、火力发电等行业。随着科学技术进步和经济的飞速发展人类社会进入了一个前所未有的新时期，工业发展和社会进步对传统结构的耐磨材料提出了新的要求，特别是对使用量大、应用范围广的耐磨材料，人们期望利用最少的资源、最低的成本，生产制造出具有非常优秀综合性能的先进的耐磨材料以满足社会进步对于材料的特别需求，因此，加快磨球产品技术更新、换代步伐，开发性价比更高的替代产品，已经成为耐磨材料企业的重要责任和当务之急。
[0003]高铬钢球由于其良好的耐磨性，受到广泛使用，但是其成本高，冲击韧性差，影响其适用性。为了使磨球的韧性和耐磨性能达到理想配合，弥补磨球耐磨性与良好韧性的不足而又必须经高温淬火回火处理，但这种方法并不理想，普通存在着磨球早期变形和破碎问题。同时，球体比表面积最小且表面形状处处平滑，集中程度高、各向同性，运动时受到摩擦力最小，因此研磨效率较低。
[0004]因此，如何制造一种耐磨性和韧性兼顾、研磨效率高、成本低廉、使用寿命长的耐磨体，是本领域技术人员丞待解决的问题。
【发明内容】
[0005]为解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出一种正三角形多面耐磨体，加工工艺简单、成本低廉、耐磨性好、研磨效率高、使用寿命长。
[0006]本发明提出的一种多面耐磨体，包括内支撑芯和包覆在内支撑芯外部的外包覆层，内支撑芯为采用低铬钢材制成的球体，外包覆层采用高铬钢材制成，所述多面耐磨体为正三角形多面体(平面数< 8)，所述多面耐磨体的侧棱和顶角经圆角处理，使得平面之间圆滑过渡连接；
[0007]所述多面耐磨体通过下列步骤制成:
[0008]S1、熔炼
[0009]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.6?1.8 %、硅0.4?0.7 %、锰0.3?0.6 %、钥0.6?1.0 %、铬10.0?10.5%、铌0.25?0.6%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0010]将废钢、生铁、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得低铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.1?0.9 %、硅0.3?0.42 %、锰0.4?0.55 %、铬0.9?1.4 %、硫含量(0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0011]S2、浇注
[0012]将SI中制备的低铬铁水放入球形模具浇注，待冷却后起模，得到所述内支撑芯；
[0013]S3、二次浇注
[0014]将S2中制得的内支撑芯再次放入正多边形模具中部，向所述模具中浇注SI中制得的高铬铁水，得到半成品多面耐磨体；
[0015]S4、热处理
[0016]分段升温:将半成品多面耐磨体送入热处理炉，加热至320?350°C，保温70?75分钟；继续加热至480?500°C，保温70?75分钟；继续加热至620?650°C，保温80?85分钟；继续加热至780?800°C，保温80?85分钟；加热至920?950°C，保温90?95分钟；加热至1050?1080°C，保温90?95分钟，得到合金体A ；
[0017]淬火:将经分段升温得到的合金体A放入94?96°C的水池中冷却8?12分钟，然后投入回火炉；
[0018]回火:回火炉温度控制在260?350°C，回火5?7小时，出炉空冷，得到多面耐磨体。
[0019]优选地，内支撑芯具有粗糙表面。
[0020]优选地，在SI中，制得高铬铁水中铬和铌的质量比为20?35:1。
[0021]优选地，内支撑芯的外表面至外包覆层的外表面的最小距离大于内支撑芯的半径。
[0022]本发明中，所提出的多面耐磨体采用二次浇注的方式制成，其包括采用低铬钢材制成的内支撑球体以及采用含铌高铬钢材制成的外包覆层，所述多面体结构的侧棱和顶角经圆角处理。正三角形多面体与常规使用的耐磨球体相比，其表面积更大，相对移动所产生的剪力更大，对物料的研磨作用更强，正三角形多面体之间面面接触几率大，减小物料易于从常规的耐磨球体之间脱离的可能，因此物料可以得到更加充分的研磨，研磨效率更高；同时采用低铬钢材作为内支撑芯，保证耐磨体的机械性能的同时，大大降低了耐磨体的成本，而作为主研磨部分的外包覆层采用高铬钢材制成，并且这种高铬钢材中掺入适量的铌，大大增强了耐磨体的硬度和韧性，提高耐磨性，延长耐磨体的寿命。
[0023]此外，内支撑芯的外表面粗糙，使得内支撑芯与外包覆层之间结合更好，使得研磨过程中，内支撑芯受力更均匀；内支撑芯的外表面至外包覆层的外表面的最小距离大于内支撑芯的半径，保证外包覆层的耐磨性，延长耐磨体的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明提出的一种正四面耐磨体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]实施例1
[0026]参看图1，本实施例中提出了一种正四面耐磨体，包括内支撑球体和包覆在内支撑球体外部的外包覆层，内支撑球采用低铬钢材制成且其表面粗糙，外包覆层采用高铬钢材制成，其侧棱和顶角经圆角处理，使得平面之间圆滑过渡连接，内支撑球体的外表面至外包覆层的外表面的最小距离大于内支撑球体的半径；
[0027]本实施例提出的正四面耐磨体通过下列步骤制成:
[0028]S1、熔炼
[0029]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳 1.6 %、硅 0.7 %、锰 0.6 %、钥 1.0 %、铬 10.0 %、铌 0.5 %、硫含量 < 0.008%,磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0030]将废钢、生铁、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得低铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.1 %、硅0.3%、锰0.45%、铬0.9%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0031]S2、浇注
[0032]将SI中制备的低铬铁水放入球形模具浇注，待冷却后起模，得到所述内支撑芯；
[0033]S3、二次浇注
[0034]将S2中制得的内支撑芯再次放入正多边形模具中部，向所述模具中浇注SI中制得的高铬铁水，得到半成品多面耐磨体；
[0035]S4、热处理
[0036]分段升温:将半成品多面耐磨体送入热处理炉，加热至320°C，保温75分钟；继续加热至480°C，保温75分钟；继续加热至650°C，保温80分钟；继续加热至780°C，保温85分钟；加热至920°C，保温90分钟；加热至1050°C，保温95分钟，得到合金体A ；
[0037]淬火:将经分段升温得到的合金体A放入94?96°C的水池中冷却8?12分钟，然后投入回火炉；
[0038]回火:回火炉温度控制在260°C,回火7小时，出炉空冷,得到多面耐磨体。
[0039]实施例2
[0040]本实施例中提出了一种正三角形六面耐磨体，包括内支撑球体和包覆在内支撑球体外部的外包覆层，内支撑球采用低铬钢材制成且其表面粗糙，外包覆层采用高铬钢材制成，其侧棱和顶角经圆角处理，使得平面之间圆滑过渡连接；
[0041]本实施例提出的正三角形六面耐磨体通过下列步骤制成:
[0042]S1、熔炼
[0043]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.7 %、硅0.55 %、锰0.45 %、钥0.8 %、铬10.2 %、铌0.42 %、硫含量(0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0044]将废钢、生铁、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得低铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.0 %、硅0.36 %、锰0.48 %、铬1.2 %、硫含量< 0.008 %、磷含量< 0.008 %，其余为铁和不可避免的杂质；
[0045]S2、浇注
[0046]将SI中制备的低铬铁水放入球形模具浇注，待冷却后起模，得到所述内支撑芯；
[0047]S3、二次浇注
[0048]将S2中制得的内支撑芯再次放入正多边形模具中部，向所述模具中浇注SI中制得的高铬铁水，得到半成品多面耐磨体；
[0049]S4、热处理
[0050]分段升温:将半成品多面耐磨体送入热处理炉，加热至330°C，保温72分钟；继续加热至490°C，保温73分钟；继续加热至640°C，保温81分钟；继续加热至790°C，保温83分钟；加热至930°C，保温93分钟；加热至1070°C，保温92分钟，得到合金体A ；
[0051]淬火:将经分段升温得到的合金体A放入95°C的水池中冷却10分钟，然后投入回火炉；
[0052]回火:回火炉温度控制在320°C,回火6小时，出炉空冷,得到多面耐磨体。
[0053]实施例3
[0054]本实施例中提出了一种正八面耐磨体，包括内支撑球体和包覆在内支撑球体外部的外包覆层，内支撑球采用低铬钢材制成，外包覆层采用高铬钢材制成，其侧棱和顶角经圆角处理，使得平面之间圆滑过渡连接，内支撑球体的外表面至外包覆层的外表面的最小距离大于内支撑球体的半径；
[0055]本实施例提出的正八面耐磨体通过下列步骤制成:
[0056]S1、熔炼
[0057]将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳1.8%、硅0.4%、锰0.3%、钥0.6%、铬10.5%、铌0.3%、硫含量彡0.008%,磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0058]将废钢、生铁、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得低铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳0.9 %、硅0.42 %、锰0.55 %、铬1.4%、硫含量< 0.008 %、磷含量< 0.008 %，其余为铁和不可避免的杂质；
[0059]S2、浇注
[0060]将SI中制备的低铬铁水放入球形模具浇注，待冷却后起模，得到所述内支撑芯；
[0061]S3、二次浇注
[0062]将S2中制得的内支撑芯再次放入正多边形模具中部，向所述模具中浇注SI中制得的高铬铁水，得到半成品多面耐磨体；
[0063]S4、热处理
[0064]分段升温:将半成品多面耐磨体送入热处理炉，加热至350°C，保温70分钟；继续加热至500°C，保温70分钟；继续加热至620°C，保温85分钟；继续加热至800°C，保温80分钟；加热至950°C，保温90分钟；加热至1050°C，保温95分钟，得到合金体A ；
[0065]淬火:将经分段升温得到的合金体A放入96°C的水池中冷却8分钟，然后投入回火炉；
[0066]回火:回火炉温度控制在350°C,回火5小时，出炉空冷,得到多面耐磨体。
[0067]在上述实施例1?3中，多面耐磨体包括采用低铬钢材制成的内支撑球体以及采用含铌高铬钢材制成的外包覆层，多面体结构的侧棱和顶角经圆角处理，使得平面之间圆滑过渡。正三角形多面体表面积大，接触平面之间相对移动所产生的剪力更大，对物料的研磨作用更强，并且正三角形多面体之间面面接触几率大，减小物料从其间脱离的可能，因此物料可以得到更加充分的研磨，研磨效率更高；同时采用低铬钢材作为内支撑芯，保证耐磨体的机械性能的同时，大大降低了耐磨体的成本，而作为主研磨部分的外包覆层采用高铬钢材制成，并且这种高铬钢材中掺入适量的铌，大大增强了耐磨体的硬度和韧性，提高耐磨性，延长耐磨体的寿命。
[0068]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多面耐磨体，其特征在于，包括内支撑芯和包覆在内支撑芯外部的外包覆层，内支撑芯为采用低铬钢材制成的球体，外包覆层采用高铬钢材制成，所述多面耐磨体为正三角形多面体(平面数< 8)，所述多面耐磨体的侧棱和顶角经圆角处理，使得平面之间圆滑过渡连接； 所述多面耐磨体通过下列步骤制成: 51、熔炼 将废钢、铌粉、钥粉、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得高铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳 1.6 ?1.8%、硅 0.4 ?0.7%、锰 0.3 ?0.6%、钥 0.6 ?1.0%、铬 10.0 ?10.5%、铌0.25?0.6%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质； 将废钢、生铁、铬铁置于中频感应电炉熔炼，制得低铬铁水，其组分按重量百分比包括:碳 1.1 ?0.9%、硅 0.3 ?0.42%、锰 0.4 ?0.55%、铬 0.9 ?1.4%、硫含量彡 0.008%、磷含量< 0.008%，其余为铁和不可避免的杂质； 52、浇注 将SI中制备的低铬铁水放入球形模具浇注，待冷却后起模，得到所述内支撑芯； 53、二次浇注 将S2中制得的内支撑芯再次放入正多边形模具中部，向所述模具中浇注SI中制得的高铬铁水，得到半成品多面耐磨体； 54、热处理 分段升温:将半成品多面耐磨体送入热处理炉，加热至320?350°C，保温70?75分钟；继续加热至480?500°C，保温70?75分钟；继续加热至620?650°C，保温80?85分钟；继续加热至780?800°C，保温80?85分钟；加热至920?950°C，保温90?95分钟；加热至1050?1080°C，保温90?95分钟，得到合金体A ; 淬火:将经分段升温得到的合金体A放入94?96°C的水池中冷却8?12分钟，然后投入回火炉； 回火:回火炉温度控制在260?350°C，回火5?7小时，出炉空冷，得到多面耐磨体。
2.根据权利要求1所述的多面耐磨体，其特征在于，内支撑芯具有粗糙表面。
3.根据权利要求1所述的多面耐磨体，其特征在于，在SI中，制得高铬铁水中铬和铌的质量比为20-35:1。
4.根据权利要求1所述的多面耐磨体，其特征在于，内支撑芯的外表面至外包覆层的外表面的最小距离大于内支撑芯的半径。
【文档编号】B22D19/08GK104275470SQ201410225549
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年5月24日 优先权日:2014年5月24日
【发明者】熊夏鸣 申请人:宁国市南方耐磨材料有限公司