本发明涉及钢球技术领域，尤其涉及一种耐磨耐腐蚀钢球及其制备方法。
背景技术：
随着国内外矿土、建筑、冶金、化工、电厂、水泥等行业的迅速发展，对耐磨钢球的需求量越来越大，耐磨钢球的工作环境也越来越恶劣，普通钢球的耐腐蚀性已经不能满足上述行业对耐磨钢球的要求，因此需要提供一种新的耐磨耐腐蚀钢球。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐磨耐腐蚀钢球及其制备方法，本发明耐磨性高，耐腐蚀性能好，机械性能好。
本发明提出的一种耐磨耐腐蚀钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.2-0.25％；Cr：9-13％；Si：1.4-1.8％；Mn：2-2.4％；B：0.04-0.06％；Al：0.02-0.03％；Mo：0.6-0.8％；Ni：2-3％；Cu：0.03-0.04％；Y：2.5-2.7％；P：0-0.03％；S：0-0.02％；余料为Fe。
优选地，其各组分的重量百分比如下：C：0.21-0.23％；Cr：10-12％；Si：1.5-1.7％；Mn：2.1-2.3％；B：0.045-0.055％；Al：0.023-0.027％；Mo：0.65-0.75％；Ni：2.2-2.8％；Cu：0.033-0.037％；Y：2.55-2.65％；P：0-0.02％；S：0-0.01％；余料为Fe。
优选地，其各组分的重量百分比如下：C：0.22％；Cr：11％；Si：1.6％；Mn：2.2％；B：0.05％；Al：0.025％；Mo：0.7％；Ni：2.5％；Cu：0.035％；Y：2.6％；P：0.01％；S：0.005％；余料为Fe。
本发明还提出了上述耐磨耐腐蚀钢球的制备方法，包括如下步骤：将废钢熔化后，检验，调整成分，出炉浇铸得到成分满足上述范围的铸件；将铸件升温至1050-1150℃，保温2-3h，进行轧制，冷却至室温，升温至850-880℃，保温40-60min，淬火，调节温度至300-320℃，保温1-3h，空冷至室温得到中间钢球；将中间钢球打磨，乙醇超声清洗，加入镀膜液中，升温，保温静置，提拉出中间钢球，升温，保温干燥得到耐磨耐腐蚀钢球，其中，镀膜液的原料包括：水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、甲酸、纳米二氧化钛。
优选地，包括如下步骤：将废钢熔化后，检验，调整成分，出炉浇铸得到成分满足上述范围的铸件；将铸件升温至1050-1150℃，保温2-3h，进行轧制，以3-6℃/s的速度冷却至室温，升温至850-880℃，保温40-60min，用温度为30-40℃的水淬火5-8s，调节温度至300-320℃，保温1-3h，空冷至室温得到中间钢球；将中间钢球打磨，乙醇超声清洗，加入镀膜液中，升温至50-60℃，保温静置30-40s，提拉出中间钢球，升温至80-90℃，保温干燥60-80min得到耐磨耐腐蚀钢球，其中，镀膜液的原料包括：水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、甲酸、纳米二氧化钛。
优选地，在镀膜液的制备过程中，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水混匀，用甲酸调节pH＝4.2-4.6，室温放置40-45h，加入植酸混匀，加入水溶性环氧树脂、纳米二氧化钛，以100-300r/min的速度，搅拌100-120min得到镀膜液。
优选地，在镀膜液中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为25-30：5-7：2-2.5：60-80：30-40：0.7-0.9。
优选地，在镀膜液中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为26-28：5.5-6.5：2.2-2.4：65-75：33-37：0.75-0.85。
优选地，在镀膜液中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为27：6：2.3：70：35：0.8。
上述“水”均为去离子水。
本发明选用各元素相互配合，并配以合适的制备工艺可以使本发明内部晶粒尺寸均一，分布均匀，使得奥氏体、马氏体、铁素体按合适比例均匀分布，从而大大增加本发明的抗冲击性、耐磨性、硬度等机械性能和耐腐蚀性；植酸是一种多齿螯合剂，含有大量羟基和磷酸基，并且可以与金属络合形成稳定的络合物，在镀膜液中，植酸先与中间钢球表面的金属形成一层单分子保护膜，增加本发明的耐腐蚀性；γ-氨丙基三乙氧基硅烷可发生水解形成硅羟基，一部分硅羟基与植酸上的羟基发生化学键合，另一部分的硅羟基发生自身聚合，形成复杂的交联网络，贴敷在植酸的单分子保护膜上形成第二层保护膜，进一步增加本发明的耐腐蚀性；水溶性环氧树脂中的环氧基与γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的氨基可以发生化学键合形成交联网络，包覆在第二层保护膜上形成第三次保护膜，进一步增加将本发明的耐腐蚀性；纳米二氧化钛均匀分散在单分子保护膜、第二层保护膜和第三次保护膜中，可以进一步增加本发明的耐腐蚀性、耐磨性和抗紫外线性能；三层保护膜和纳米二氧化钛相互作用从而大大增加了本发明的耐腐性和耐磨性。
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
一种耐磨耐腐蚀钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.2％；Cr：13％；Si：1.4％；Mn：2.4％；B：0.04％；Al：0.03％；Mo：0.6％；Ni：3％；Cu：0.03％；Y：2.7％；P：0.03％；S：0.02％；余料为Fe。
上述耐磨耐腐蚀钢球的制备方法，包括如下步骤：将废钢熔化后，检验，调整成分，出炉浇铸得到成分满足上述范围的铸件；将铸件升温至1050℃，保温3h，进行轧制，以3℃/s的速度冷却至室温，升温至880℃，保温40min，用温度为40℃的水淬火5s，调节温度至320℃，保温1h，空冷至室温得到中间钢球；将中间钢球打磨，乙醇超声清洗，加入镀膜液中，升温至60℃，保温静置30s，提拉出中间钢球，升温至90℃，保温干燥60min得到耐磨耐腐蚀钢球；
其中，在镀膜液的制备过程中，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水混匀，用甲酸调节pH＝4.6，室温放置40h，加入植酸混匀，加入水溶性环氧树脂、纳米二氧化钛，以300r/min的速度，搅拌100min得到镀膜液，其中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为30：5：2.5：60：40：0.7。
实施例2
一种耐磨耐腐蚀钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.25％；Cr：9％；Si：1.8％；Mn：2％；B：0.06％；Al：0.02％；Mo：0.8％；Ni：2％；Cu：0.04％；Y：2.5％；P：0.025％；S：0.015％；余料为Fe。
上述耐磨耐腐蚀钢球的制备方法，包括如下步骤：将废钢熔化后，检验，调整成分，出炉浇铸得到成分满足上述范围的铸件；将铸件升温至1150℃，保温2h，进行轧制，以6℃/s的速度冷却至室温，升温至850℃，保温60min，用温度为30℃的水淬火8s，调节温度至300℃，保温3h，空冷至室温得到中间钢球；将中间钢球打磨，乙醇超声清洗，加入镀膜液中，升温至50℃，保温静置40s，提拉出中间钢球，升温至80℃，保温干燥80min得到耐磨耐腐蚀钢球；
其中，在镀膜液的制备过程中，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水混匀，用甲酸调节pH＝4.2，室温放置45h，加入植酸混匀，加入水溶性环氧树脂、纳米二氧化钛，以100r/min的速度，搅拌120min得到镀膜液，其中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为25：7：2：80：30：0.9。
实施例3
一种耐磨耐腐蚀钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.21％；Cr：12％；Si：1.5％；Mn：2.3％；B：0.045％；Al：0.027％；Mo：0.65％；Ni：2.8％；Cu：0.033％；Y：2.65％；P：0.02％；S：0.01％；余料为Fe。
上述耐磨耐腐蚀钢球的制备方法，包括如下步骤：将废钢熔化后，检验，调整成分，出炉浇铸得到成分满足上述范围的铸件；将铸件升温至1080℃，保温2.7h，进行轧制，以4℃/s的速度冷却至室温，升温至870℃，保温45min，用温度为37℃的水淬火6s，调节温度至315℃，保温1.5h，空冷至室温得到中间钢球；将中间钢球打磨，乙醇超声清洗，加入镀膜液中，升温至57℃，保温静置32s，提拉出中间钢球，升温至87℃，保温干燥65min得到耐磨耐腐蚀钢球；
其中，在镀膜液的制备过程中，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水混匀，用甲酸调节pH＝4.5，室温放置42h，加入植酸混匀，加入水溶性环氧树脂、纳米二氧化钛，以250r/min的速度，搅拌105min得到镀膜液，其中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为28：5.5：2.4：65：37：0.75。
实施例4
一种耐磨耐腐蚀钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.23％；Cr：10％；Si：1.7％；Mn：2.1％；B：0.055％；Al：0.023％；Mo：0.75％；Ni：2.2％；Cu：0.037％；Y：2.55％；P：0.015％；S：0.008％；余料为Fe。
上述耐磨耐腐蚀钢球的制备方法，包括如下步骤：将废钢熔化后，检验，调整成分，出炉浇铸得到成分满足上述范围的铸件；将铸件升温至1120℃，保温2.3h，进行轧制，以5℃/s的速度冷却至室温，升温至860℃，保温55min，用温度为33℃的水淬火7s，调节温度至305℃，保温2.5h，空冷至室温得到中间钢球；将中间钢球打磨，乙醇超声清洗，加入镀膜液中，升温至53℃，保温静置38s，提拉出中间钢球，升温至83℃，保温干燥75min得到耐磨耐腐蚀钢球；
其中，在镀膜液的制备过程中，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水混匀，用甲酸调节pH＝4.3，室温放置44h，加入植酸混匀，加入水溶性环氧树脂、纳米二氧化钛，以150r/min的速度，搅拌115min得到镀膜液，其中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为26：6.5：2.2：75：33：0.85。
实施例5
一种耐磨耐腐蚀钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.22％；Cr：11％；Si：1.6％；Mn：2.2％；B：0.05％；Al：0.025％；Mo：0.7％；Ni：2.5％；Cu：0.035％；Y：2.6％；P：0.01％；S：0.005％；余料为Fe。
上述耐磨耐腐蚀钢球的制备方法，包括如下步骤：将废钢熔化后，检验，调整成分，出炉浇铸得到成分满足上述范围的铸件；将铸件升温至1100℃，保温2.5h，进行轧制，以4.5℃/s的速度冷却至室温，升温至875℃，保温50min，用温度为35℃的水淬火7s，调节温度至310℃，保温2h，空冷至室温得到中间钢球；将中间钢球打磨，乙醇超声清洗，加入镀膜液中，升温至55℃，保温静置35s，提拉出中间钢球，升温至85℃，保温干燥70min得到耐磨耐腐蚀钢球；
其中，在镀膜液的制备过程中，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水混匀，用甲酸调节pH＝4.4，室温放置43h，加入植酸混匀，加入水溶性环氧树脂、纳米二氧化钛，以200r/min的速度，搅拌110min得到镀膜液，其中，水溶性环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、植酸、乙醇、水、纳米二氧化钛的重量比为27：6：2.3：70：35：0.8。
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。