本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种中铬合金耐磨钢球及其制备方法。
背景技术：
耐磨钢球，是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料，是一种消耗品。目前，耐磨钢球被广泛应用于冶金、选矿、建材、化工、电力等工业生产中。全世界每年钢球的消耗量在3000-5000万吨，其中中国钢球消耗量在300-500万吨，是钢球消耗大国。耐磨钢球的使用寿命直接影响劳动生产率，所以对耐磨球的要求是既要具有足够的强度和硬度，又要有较好的抗冲击韧性。现有技术中铸造钢球主要是铬系合金和锰系合金，铬合金铸球因铬含量的不同又分为低铬合金铸球、多元合金铸球、中铬合金铸球和高铬合金铸球，在使用过程中，存在冲击韧性不是很好、耐磨性能欠佳的缺陷，且中铬合金铸球在淬火过程易开裂产生细纹，影响产品质量。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种中铬合金耐磨钢球及其制备方法，制得的耐磨钢球具有较好的耐磨性和抗蚀性，淬火过程中不易产生细纹。
本发明提出的一种中铬合金耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：c1.5-1.9％、si0.9-1.2％、mn0.7-1.0％、cr5.5-7.0％、mo0.3-0.5％、ti0.08-0.20％、cu0.1-0.2％、nb0.02-0.05％、al0.06-0.08％、hf0.02-0.05％、b0.05-0.1％、p≤0.05％、s≤0.04％，其余为fe和不可避免的杂质。
优选地，其化学成分按重量百分比包括：c1.7-1.8％、si1.1-1.2％、mn0.8-0.9％、cr6.1-6.5％、mo0.4-0.5％、ti0.12-0.18％、cu0.12-0.18％、nb0.03-0.04％、al0.07-0.08％、hf0.04-0.05％、b0.07-0.09％、p≤0.03％、s≤0.02％，其余为fe和不可避免的杂质。
优选地，所述化学成分中各元素的重量百分比满足以下关系式：49.6[c]+27.2[mo]+85.8[nb]+40.5[ti]≥100％，[]表示该元素的重量百分比浓度。
本发明还提出上述中铬合金耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
s1、铸造：将铬铁、废钢、生铁加入真空感应炉中，待钢液熔清后加入钼铁、钛铁、铜板、铝锭、铌铁、铪铁、硼铁、硅铁、锰铁进行熔炼，调质，扒渣，得钢水，浇注成型，清理，得到铸件；
s2、将铸件放入电炉内，升温至930-950℃，保温2-3h，然后迅速淬入油中，取出，再淬入水溶性淬火液中冷至水温，取出，空冷至室温，再加热至220-240℃进行回火处理，保温2-3h，冷却至室温。
优选地，所述s2中，水溶性淬火液包括以下重量百分比的原料：聚醚15-25％、三乙醇胺2-5％、cacl23-5％，余量为水。
优选地，所述s3中，淬入油中的时间为2-3min。
有益效果：本发明合理优化中铬合金磨球中的化学元素成分及其含量，增效加强，显著提高中铬合金的强度、硬度和韧性，调节c、si、mn主要元素的含量比例，添加mo、ti、hf等微量元素细化晶粒，提高材料的强度和韧性，改善其冷脆性和耐磨性，配合nb、cu、al，提高合金磨球的耐磨性能和耐蚀性能，且化学元素成分满足关系式49.6[c]+27.2[mo]+85.8[nb]+40.5[ti]≥100％，能够细化晶粒，改善回火稳定性，增加淬透性，进而改善铸件的强度，提高其耐磨性和抗蚀性，且在制备方法中，采用先油淬再水淬，使其在不同温度区域内的温降速率不同，从而有效消除内部应力，防止淬火产生细纹，制备的耐磨钢球综合力学性能优异，在保证高硬度hrc≥61的同时，还具有很好的冲击功，耐磨性和抗蚀性好。
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
本发明提出的一种中铬合金耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：c1.5％、si1.2％、mn0.7％、cr7.0％、mo0.5％、ti0.20％、cu0.1％、nb0.05％、al0.06％、hf0.05％、b0.05％、p0.05％、s0.04％，其余为fe和不可避免的杂质。
本发明还提出上述中铬合金耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
s1、铸造：将铬铁、废钢、生铁加入真空感应炉中，待钢液熔清后加入钼铁、钛铁、铜板、铝锭、铌铁、铪铁、硼铁、硅铁、锰铁进行熔炼，调质，扒渣，得钢水，浇注成型，清理，得到铸件；
s2、将铸件放入电炉内，升温至930℃，保温2h，然后迅速淬入油中，取出，再淬入水溶性淬火液中冷至水温，取出，空冷至室温，再加热至220℃进行回火处理，保温2h，冷却至室温。
实施例2
本发明提出的一种中铬合金耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：c1.7％、si1.2％、mn0.8％、cr6.5％、mo0.4％、ti0.18％、cu0.12％、nb0.04％、al0.07％、hf0.05％、b0.07％、p0.03％、s0.02％，其余为fe和不可避免的杂质。
本发明还提出上述中铬合金耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
s1、铸造：将铬铁、废钢、生铁加入真空感应炉中，待钢液熔清后加入钼铁、钛铁、铜板、铝锭、铌铁、铪铁、硼铁、硅铁、锰铁进行熔炼，调质，扒渣，得钢水，浇注成型，清理，得到铸件；
s2、将铸件放入电炉内，升温至935℃，保温3h，然后迅速淬入油中，时间为2min，取出，再淬入水溶性淬火液中冷至水温，取出，空冷至室温，再加热至225℃进行回火处理，保温2h，冷却至室温；其中，水溶性淬火液包括以下重量百分比的原料：聚醚15％、三乙醇胺5％、cacl23％，余量为水。
实施例3
本发明提出的一种中铬合金耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：c1.78％、si1.15％、mn0.86％、cr6.3％、mo0.42％、ti0.14％、cu0.15％、nb0.035％、al0.07％、hf0.045％、b0.08％、p0.01％、s0.01％，其余为fe和不可避免的杂质。
本发明还提出上述中铬合金耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
s1、铸造：将铬铁、废钢、生铁加入真空感应炉中，待钢液熔清后加入钼铁、钛铁、铜板、铝锭、铌铁、铪铁、硼铁、硅铁、锰铁进行熔炼，调质，扒渣，得钢水，浇注成型，清理，得到铸件；
s2、将铸件放入电炉内，升温至940℃，保温2.5h，然后迅速淬入油中，时间为3min，取出，再淬入水溶性淬火液中冷至水温，取出，空冷至室温，再加热至230℃进行回火处理，保温2h，冷却至室温；其中，水溶性淬火液包括以下重量百分比的原料：聚醚20％、三乙醇胺4％、cacl25％，余量为水。
实施例4
本发明提出的一种中铬合金耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：c1.68％、si0.98％、mn0.92％、cr6.5％、mo0.46％、ti0.12％、cu0.12％、nb0.04％、al0.065％、hf0.04％、b0.07％、p0.04％、s0.03％，其余为fe和不可避免的杂质。
本发明还提出上述中铬合金耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
s1、铸造：将铬铁、废钢、生铁加入真空感应炉中，待钢液熔清后加入钼铁、钛铁、铜板、铝锭、铌铁、铪铁、硼铁、硅铁、锰铁进行熔炼，调质，扒渣，得钢水，浇注成型，清理，得到铸件；
s2、将铸件放入电炉内，升温至940℃，保温2.5h，然后迅速淬入油中，时间为2min，取出，再淬入水溶性淬火液中冷至水温，取出，空冷至室温，再加热至230℃进行回火处理，保温2.5h，冷却至室温；其中，水溶性淬火液包括以下重量百分比的原料：聚醚18％、三乙醇胺5％、cacl24％，余量为水。
实施例5
本发明提出的一种中铬合金耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：c1.8％、si1.1％、mn0.9％、cr6.1％、mo0.45％、ti0.12％、cu0.18％、nb0.03％、al0.08％、hf0.04％、b0.09％、p0.02％、s0.02％，其余为fe和不可避免的杂质。
本发明还提出上述中铬合金耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
s1、铸造：将铬铁、废钢、生铁加入真空感应炉中，待钢液熔清后加入钼铁、钛铁、铜板、铝锭、铌铁、铪铁、硼铁、硅铁、锰铁进行熔炼，调质，扒渣，得钢水，浇注成型，清理，得到铸件；
s2、将铸件放入电炉内，升温至950℃，保温3h，然后迅速淬入油中，时间为3min，取出，再淬入水溶性淬火液中冷至水温，取出，空冷至室温，再加热至240℃进行回火处理，保温3h，冷却至室温；其中，水溶性淬火液包括以下重量百分比的原料：聚醚25％、三乙醇胺2％、cacl25％，余量为水。
实施例6
本发明提出的一种中铬合金耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：c1.9％、si0.9％、mn1.0％、cr5.5％、mo0.3％、ti0.08％、cu0.2％、nb0.02％、al0.08％、hf0.02％、b0.1％、p0.04％、s0.03％，其余为fe和不可避免的杂质。
本发明还提出上述中铬合金耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
s1、铸造：将铬铁、废钢、生铁加入真空感应炉中，待钢液熔清后加入钼铁、钛铁、铜板、铝锭、铌铁、铪铁、硼铁、硅铁、锰铁进行熔炼，调质，扒渣，得钢水，浇注成型，清理，得到铸件；
s2、将铸件放入电炉内，升温至950℃，保温2h，然后迅速淬入油中，时间为3min，取出，再淬入水溶性淬火液中冷至水温，取出，空冷至室温，再加热至220℃进行回火处理，保温3h，冷却至室温；其中，水溶性淬火液包括以下重量百分比的原料：聚醚22％、三乙醇胺3％、cacl23％，余量为水。
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。