本发明涉及研磨机械技术领域，尤其涉及一种高铬耐磨钢球及其制备方法。
背景技术：
耐磨钢球已被广泛的应用于冶金、选矿、建材、化工、电力等工业生产中。目前，常通过增加钢球中的铬含量来提高钢球的耐磨性，但是较高的铬含量会使钢球的韧性降低，易脆裂，降低钢球的使用寿命，因此研究开发耐磨性和韧性相互平衡的钢球成为当务之急。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高铬耐磨钢球及其制备方法，本发明耐磨性好，韧性高，抗冲击性高，耐腐蚀。
本发明提出的一种高铬耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1-1.5％；Si：0.5-0.7％；Mn：1.2-1.4％；Cr：12-14％；Ni：0.03-0.05％；Mo：0.1-0.12％；W：0.1-0.3％；Al：0.08-0.1％；Cu：0.1-0.2％；B：0.003-0.004％；Ti：0.02-0.03％；Nb：0.2-0.3％；V：0.15-0.2％；P≤0.02％；S≤0.01％；余料为Fe；
其中，满足“Nb+10.3(C/Cr)＜1.55％”的表达式。
优选地，其各组分的重量百分比如下：C：1.1-1.3％；Si：0.55-0.65％；Mn：1.25-1.35％；Cr：12.5-13.5％；Ni：0.035-0.045％；Mo：0.105-0.115％；W：0.15-0.25％；Al：0.085-0.095％；Cu：0.12-0.18％；B：0.0032-0.0038％；Ti：0.022-0.028％；Nb：0.23-0.27％；V：0.17-0.19％；P≤0.02％；S≤0.01％；余料为Fe。
优选地，其各组分的重量百分比如下：C：1.2％；Si：0.6％；Mn：1.3％；Cr：13％；Ni：0.04％；Mo：0.11％；W：0.2％；Al：0.09％；Cu：0.15％；B：0.0035％；Ti：0.025％；Nb：0.25％；V：0.18％；P≤0.02％；S≤0.01％；余料为Fe。
本发明还提出了上述高铬耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：
S1、熔炼铸造：将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围，出炉浇铸，空冷得到球形铸件；
S2、热处理：取S1中得到的球形铸件，升温至550-650℃，保温1-2h，升温至800-850℃，保温20-30min，升温至1040-1070℃，用水淬火，升温至250-300℃，保温4-6h，冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
优选地，在S1中，出炉浇铸的温度为1500-1600℃。
优选地，在S2中，取S1中得到的球形铸件，升温至550-650℃，保温1-2h，以5-7℃/min的速度升温至800-850℃，保温20-30min，以7-9℃/min的速度升温至1040-1070℃，用水淬火，升温至250-300℃，保温4-6h，冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
优选地，在S2中，淬火用水的温度为40-60℃。
本发明通过限定Nb+10.3(C/Cr)＜1.55％的关系式，使得Nb、C、Cr相互配合，相互协调，提高本发明的奥氏体化的温度、细化晶粒，在增加了本发明的耐磨性、硬度的同时，增加了本发明的韧性，避免了高铬钢球韧性低、易碎裂的问题；并且Nb、C、Cr与Mn、Mo、B、Ti、W相互配合，改善钢球中碳化物的形态和分布，是碳化物均匀分布，增加本发明的淬透性，从而进一步增加本发明的硬度、耐磨性和韧性；各元素相互配合，增加回火稳定性，抑制晶粒粗化，达到细化晶粒的目的，进一步增加本发明的机械性能；并配合适当的制备工艺使得本发明具有良好的耐磨性、韧性、抗冲击性和硬度。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高铬耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1％；Si：0.7％；Mn：1.2％；Cr：14％；Ni：0.03％；Mo：0.12％；W：0.1％；Al：0.1％；Cu：0.1％；B：0.004％；Ti：0.02％；Nb：0.3％；V：0.15％；P：0.02％；S：0.01％；余料为Fe；
其中，Nb+10.3(C/Cr)＝1.04％。
上述高铬耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：
S1、熔炼铸造：将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围，出炉浇铸，出炉浇铸的温度为1600℃，空冷得到球形铸件；
S2、热处理：取S1中得到的球形铸件，升温至550℃，保温2h，以5℃/min的速度升温至850℃，保温20min，以9℃/min的速度升温至1040℃，用温度为60℃的水淬火，升温至250℃，保温6h，冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例2
一种高铬耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1.5％；Si：0.5％；Mn：1.4％；Cr：12％；Ni：0.05％；Mo：0.1％；W：0.3％；Al：0.08％；Cu：0.2％；B：0.003％；Ti：0.03％；Nb：0.2％；V：0.2％；P：0.015％；S：0.008％；余料为Fe；
其中，Nb+10.3(C/Cr)＝1.49％。
上述高铬耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：
S1、熔炼铸造：将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围，出炉浇铸，出炉浇铸的温度为1500℃，空冷得到球形铸件；
S2、热处理：取S1中得到的球形铸件，升温至650℃，保温1h，以7℃/min的速度升温至800℃，保温30min，以7℃/min的速度升温至1070℃，用温度为40℃的水淬火，升温至300℃，保温4h，冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例3
一种高铬耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1.1％；Si：0.65％；Mn：1.25％；Cr：13.5％；Ni：0.035％；Mo：0.115％；W：0.15％；Al：0.095％；Cu：0.12％；B：0.0038％；Ti：0.022％；Nb：0.27％；V：0.17％；P：0.013％；S：0.006％；余料为Fe；
其中，Nb+10.3(C/Cr)＝1.11％。
上述高铬耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：
S1、熔炼铸造：将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围，出炉浇铸，出炉浇铸的温度为1580℃，空冷得到球形铸件；
S2、热处理：取S1中得到的球形铸件，升温至570℃，保温1.8h，以5.5℃/min的速度升温至840℃，保温22min，以8.5℃/min的速度升温至1050℃，用温度为55℃的水淬火，升温至260℃，保温5.5h，冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例4
一种高铬耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1.3％；Si：0.55％；Mn：1.35％；Cr：12.5％；Ni：0.045％；Mo：0.105％；W：0.25％；Al：0.085％；Cu：0.18％；B：0.0032％；Ti：0.028％；Nb：0.23％；V：0.19％；P：0.016％；S：0.005％；余料为Fe；
其中，Nb+10.3(C/Cr)＝1.3％。
上述高铬耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：
S1、熔炼铸造：将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围，出炉浇铸，出炉浇铸的温度为1520℃，空冷得到球形铸件；
S2、热处理：取S1中得到的球形铸件，升温至630℃，保温1.2h，以6.5℃/min的速度升温至820℃，保温28min，以7.5℃/min的速度升温至1060℃，用温度为45℃的水淬火，升温至280℃，保温4.5h，冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
实施例5
一种高铬耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1.2％；Si：0.6％；Mn：1.3％；Cr：13％；Ni：0.04％；Mo：0.11％；W：0.2％；Al：0.09％；Cu：0.15％；B：0.0035％；Ti：0.025％；Nb：0.25％；V：0.18％；P：0.01％；S：0.005％；余料为Fe；
其中，Nb+10.3(C/Cr)＝1.2％。
上述高铬耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：
S1、熔炼铸造：将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、铝、铜、硼、钛、铌、钒调整成分满足上述范围，出炉浇铸，出炉浇铸的温度为1550℃，空冷得到球形铸件；
S2、热处理：取S1中得到的球形铸件，升温至600℃，保温1.5h，以6℃/min的速度升温至830℃，保温25min，以8℃/min的速度升温至1055℃，用温度为50℃的水淬火，升温至270℃，保温5h，冷却至室温得到高铬耐磨钢球。
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。