本发明涉及耐磨球技术领域，尤其涉及一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球及其制备方法。
背景技术：
耐磨钢球又称作研磨机用耐磨介质，广泛应用于冶金矿山、水泥建材、火力发电、烟气脱硫、磁性材料、化工、水煤浆、球团矿、矿渣、超细粉、粉煤灰、碳酸钙、石英砂等行业球磨机。它是一种消耗品，主要用途是研磨物料，使物料研磨得更细，以达到使用标准。
现有技术中的耐磨球的强度和抗冲击性能均不能满足实际使用过程中的需求，因此亟需设计一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球来满足实际使用过程中的需求。
技术实现要素：
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球及其制备方法。通过对组分进行合理选择，提升了耐磨球的强度和抗冲击性能，延长了使用寿命。
本发明提出的一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球，其各组分的重量百分数如下：C：0.25-0.35％，Si：0.63-0.83％，Mn：1.28-1.48％，Cr：0.88-0.94％，Mo：0.28-0.36％，Ni：0.05-0.09％，Al：0.02-0.05％，B：0.003-0.10％，稀土：0.02-0.05％，P：0.01-0.04％，S：0.01-0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选地，Re含量与S含量之比Re/S以重量比计，满足0.5＜Re/S＜5。
优选地，Si、Mn及Mo的合计含量(Si+Mn+Mo)与Cr的含量之比(Si+Mn+Mo)/Cr以重量比计，满足2.33＜(Si+Mn+Mo)/Cr＜3.03。
优选地，Si含量与P含量之比Si/P以重量比计，满足15.75＜Si/P＜83.00。
优选地，Cr含量与Mn含量之比Cr/Mn以重量比计，满足0.59＜Cr/Mn＜0.73。
优选地，C、Si和Mn的合计含量(C+Si+Mn)与B的含量之比为(C+Si+Mn)/B以重量比计，满足21.60＜(C+Si+Mn)/B＜88.67。
本发明的一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、将铁块、碳粉、硅粉、锰块、铬锭、钼锭、镍块、铝锭、硼块、磷粉和硫粉进行熔炼，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理；
S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：0.25-0.35％，Si：0.63-0.83％，Mn：1.28-1.48％，Cr：0.88-0.94％，Mo：0.28-0.36％，Ni：0.05-0.09％，Al：0.02-0.05％，B：0.003-0.10％，Re：0.02-0.05％，P：0.01-0.04％，S：0.01-0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质；
S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件升温至850-910℃，保温35-45min，然后淬入比重为1.1-1.3g/cm3的水玻璃液中，然后升温至180-220℃，保温2-4h进行回火处理，然后空冷至室温得中碳低硼高强度抗冲击耐磨球到。
优选地，S1中，球化处理的温度为1400-1450℃。
本发明通过对中碳低硼高强度抗冲击耐磨球的组分进行合理选择，并控制P、S两种杂质的含量，同时当钢球中含铬量达到一定比例时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢球表面形成一层很薄的氧化膜(自钝化膜)，可阻止钢球的基体进一步腐蚀，提升了耐磨球的耐磨性能和耐腐蚀性能，延长了使用寿命；控制稀土与硫元素的配比，稀土可使铸态组织得到细化，改善碳化物分布状态，提高冲击韧性，增加耐磨性，同时能够有效降低硫元素的含量，提高耐磨钢球的综合性能。控制硅元素、锰元素和钼元素的合计含量与铬元素含量的配比，使得在一定铬元素含量的基础上，硅元素、锰元素和钼元素的合计含量控制在一定范围内，使得本发明的耐磨球在具有优异抗冲击性能的前提下，具有优异的强度。控制硅元素和磷元素的配比，增加硅含量可促使基体硬度增加，有利于提高碳化物分散度，确保降低磷元素在耐磨钢球中的不利影响。控制镉元素和锰元素的配比，确保在一定锰元素的前提下，铬元素控制在一定范围内，铬元素使碳化物转为合金渗碳体(Fe·Cr)3C，提高碳化物显微硬度，提高耐磨性，锰元素能够使铸态硬度、冲击韧性提高，确保了本发明的耐磨球在具有优异耐磨性能的同时，具有优异的冲击韧性。控制碳元素、硅元素和锰元素的合计含量与硼元素的配比，使得碳元素、硅元素和锰元素的合计含量在一定硼元素的基础上，控制在一定范围内，硼元素能够与碳形成硼碳化合物，影响耐磨球的韧性，而硅元素和锰元素能够提高耐磨钢球的硬度和韧性，确保了本发明的耐磨球具有高硬度的前提下，同时具有优异的韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
实施例1
本发明提出的一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球，其各组分的重量百分数如下：C：0.3％，Si：0.73％，Mn：1.38％，Cr：0.91％，Mo：0.32％，Ni：0.07％，Al：0.035％，B：0.0515％，稀土：0.035％，P：0.025％，S：0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质。
实施例2
本发明的一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、将铁块、碳粉、硅粉、锰块、铬锭、钼锭、镍块、铝锭、硼块、磷粉和硫粉进行熔炼，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理，其中，球化处理的温度为1400℃；
S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：0.25％，Si：0.83％，Mn：1.28％，Cr：0.94％，Mo：0.28％，Ni：0.09％，Al：0.02％，B：0.10％，Re：0.02％，P：0.04％，S：0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质；
S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件升温至850℃，保温45min，然后淬入比重为1.1g/cm3的水玻璃液中，然后升温至220℃，保温2h进行回火处理，然后空冷至室温得中碳低硼高强度抗冲击耐磨球到。
实施例3
本发明的一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、将铁块、碳粉、硅粉、锰块、铬锭、钼锭、镍块、铝锭、硼块、磷粉和硫粉进行熔炼，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理，其中，球化处理的温度为1450℃；
S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：0.35％，Si：0.63％，Mn：1.48％，Cr：0.88％，Mo：0.36％，Ni：0.05％，Al：0.05％，B：0.003％，Re：0.05％，P：0.01％，S：0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质；
S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件升温至910℃，保温35min，然后淬入比重为1.3g/cm3的水玻璃液中，然后升温至180℃，保温4h进行回火处理，然后空冷至室温得中碳低硼高强度抗冲击耐磨球到。
实施例4
本发明的一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、将铁块、碳粉、硅粉、锰块、铬锭、钼锭、镍块、铝锭、硼块、磷粉和硫粉进行熔炼，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理，其中，球化处理的温度为1410℃；
S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：0.32％，Si：0.66％，Mn：1.46％，Cr：0.90％，Mo：0.34％，Ni：0.06％，Al：0.04％，B：0.005％，Re：0.04％，P：0.02％，S：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质；
S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件升温至900℃，保温38min，然后淬入比重为1.25g/cm3的水玻璃液中，然后升温至185℃，保温3.5h进行回火处理，然后空冷至室温得中碳低硼高强度抗冲击耐磨球到。
实施例5
本发明的一种中碳低硼高强度抗冲击耐磨球的制备方法，包括如下步骤：
S1、将铁块、碳粉、硅粉、锰块、铬锭、钼锭、镍块、铝锭、硼块、磷粉和硫粉进行熔炼，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理，其中，球化处理的温度为1410℃；
S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：0.28％，Si：0.80％，Mn：1.30％，Cr：0.92％，Mo：0.30％，Ni：0.08％，Al：0.03％，B：0.098％，Re：0.03％，P：0.03％，S：0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质；
S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件升温至900℃，保温38min，然后淬入比重为1.25g/cm3的水玻璃液中，然后升温至185℃，保温3.5h进行回火处理，然后空冷至室温得中碳低硼高强度抗冲击耐磨球到。
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。