本发明涉及耐磨球生产工艺领域，具体涉及一种低合金耐磨球的生产工艺。
背景技术
耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用，由此可见，耐磨材料具有应用量大、应用面广的特点。
其中，耐磨球分为高铬耐磨球与低铬耐磨球，现有技术中耐磨球在生产的过程中，其硬度主要取决于奥氏体转化为马氏体的转化率，通常马氏体较硬，因此硬度较高，现有技术中，耐磨球由于生产工艺的落后，往往通过增加多种金属元素以增加其硬度，这样不但增加制作成本，而且造成材料具有硬度强而断裂韧性低的缺点。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低合金耐磨球的生产工艺，在保证材料硬度、减少合金含量降低成本的同时，提高材料的断裂韧性。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种低合金耐磨球的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将原料置于电炉中熔炼，同时通入氩气，以100-120℃/min的升温速率持续升温，直至电炉中的原料呈熔融状态，加入二氧化钴，控制出炉温度为1400-1550℃，潮模砂造型，浇注；
(2)在950-980℃下进行淬火，保温淬火1-1.2h后得到半成品，用喷淋塔喷淋盐水，同时将半成品进行机械震动摇晃充分喷淋，冷风干燥；
(3)将干燥后的半成品进行高温回火，保温回火1.5-1.8h，随后缓慢降温至180-200℃，再自然冷却至室温，得到低合金耐磨球。
上述低合金耐磨球的生产工艺，步骤(1)中所述原料，包括以下质量份数的组分：c：2.0-3.0％、cr：0.4-0.8％、ca：0.3-0.6％、余量为铁以及不可避免的杂质。
优选地，步骤(1)中所述二氧化钴的质量与所述原料的质量比为1:10
优选地，步骤(2)中所述盐水为20％盐水，所述盐水的温度为-15℃。
优选地，所述冷风干燥的温度为10-15℃。
优选地，步骤(3)中所述高温回火的温度为500-530℃。
优选地，步骤(3)中所述缓慢降温的降温速率为10-20℃/min。
(三)有益效果
本发明提供了一种低合金耐磨球的生产工艺，具有以下有益效果：
首先，在现有添加元素中进行精选，保留c元素、cr元素与ca元素，利用c、cr保证耐磨球材料达到高硬度水平，利用ca作为外来晶核、达到细化晶粒的目的，同时减少合金的添加，有效降低成本。
其次，在生产工艺上，在熔炼过程中通过氩气，减少高温状态下原料反应产生杂质的同时，对原料进行一定程度的搅拌使得原料分布均匀；并加入二氧化钴，利用其在高温下形成的立方相和四方相稳定结构，代替原料组分，进一步降低成本。
最后，采用淬火—冷萃—高温回火—缓慢降温的处理工艺，通过进一步控制淬火冷萃的温度，使得耐磨材料内部晶体转化完全，得到高硬度水平材料，选用高温回火，提高材料韧度，借助材料中均匀分布的二氧化钴为基架，抑制高温回火对耐磨材料硬度的影响。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种低合金耐磨球的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量比重取c：2.0％、cr：0.8％、ca：0.3％、余料为铁的混合物。
(2)置于电炉中熔炼，同时通入氩气，以120℃/min的升温速率持续升温，直至电炉中的原料呈熔融状态，加入二氧化钴，二氧化钴的质量与原料的质量比为1:10，控制出炉温度为1400℃，潮模砂造型，浇注；
(3)在980℃下进行淬火，保温淬火1h后得到半成品，用喷淋塔喷淋温度为-15℃的20％盐水，同时将半成品进行机械震动摇晃充分喷淋，用15℃的冷风进行干燥；
(4)将干燥后的半成品以530℃进行高温回火，保温回火1.5h，随后以20℃/min的降温速率缓慢降温至180℃，再自然冷却至室温，得到低合金耐磨球。
实施例2：
一种低合金耐磨球的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量比重取c：3.0％、cr：0.4％、ca：0.6％、余料为铁的混合物。
(2)置于电炉中熔炼，同时通入氩气，以100℃/min的升温速率持续升温，直至电炉中的原料呈熔融状态，加入二氧化钴，二氧化钴的质量与原料的质量比为1:10，控制出炉温度为1550℃，潮模砂造型，浇注；
(3)在950℃下进行淬火，保温淬火1.2h后得到半成品，用喷淋塔喷淋温度为-15℃的20％盐水，同时将半成品进行机械震动摇晃充分喷淋，用10℃的冷风进行干燥；
(4)将干燥后的半成品以500℃进行高温回火，保温回火1.8h，随后以10℃/min的降温速率缓慢降温至200℃，再自然冷却至室温，得到低合金耐磨球。
实施例3：
一种低合金耐磨球的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量比重取c：2.2％、cr：0.5％、ca：0.4％、余料为铁的混合物。
(2)置于电炉中熔炼，同时通入氩气，以110℃/min的升温速率持续升温，直至电炉中的原料呈熔融状态，加入二氧化钴，二氧化钴的质量与原料的质量比为1:10，控制出炉温度为1480℃，潮模砂造型，浇注；
(3)在970℃下进行淬火，保温淬火1.1h后得到半成品，用喷淋塔喷淋温度为-15℃的20％盐水，同时将半成品进行机械震动摇晃充分喷淋，用12℃的冷风进行干燥；
(4)将干燥后的半成品以510℃进行高温回火，保温回火1.7h，随后以16℃/min的降温速率缓慢降温至190℃，再自然冷却至室温，得到低合金耐磨球。
实施例4：
一种低合金耐磨球的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量比重取c：2.8％、cr：0.6％、ca：0.4％、余料为铁的混合物。
(2)置于电炉中熔炼，同时通入氩气，以119℃/min的升温速率持续升温，直至电炉中的原料呈熔融状态，加入二氧化钴，二氧化钴的质量与原料的质量比为1:10，控制出炉温度为1510℃，潮模砂造型，浇注；
(3)在960℃下进行淬火，保温淬火1h后得到半成品，用喷淋塔喷淋温度为-15℃的20％盐水，同时将半成品进行机械震动摇晃充分喷淋，用13℃的冷风进行干燥；
(4)将干燥后的半成品以525℃进行高温回火，保温回火1.7h，随后以16℃/min的降温速率缓慢降温至190℃，再自然冷却至室温，得到低合金耐磨球。
实施例5：
一种低合金耐磨球的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量比重取c：2.5％、cr：0.6％、ca：0.4％、余料为铁的混合物。
(2)置于电炉中熔炼，同时通入氩气，以118℃/min的升温速率持续升温，直至电炉中的原料呈熔融状态，加入二氧化钴，二氧化钴的质量与原料的质量比为1:10，控制出炉温度为1520℃，潮模砂造型，浇注；
(3)在970℃下进行淬火，保温淬火1.2h后得到半成品，用喷淋塔喷淋温度为-15℃的20％盐水，同时将半成品进行机械震动摇晃充分喷淋，用14℃的冷风进行干燥；
(4)将干燥后的半成品以519℃进行高温回火，保温回火1.6h，随后以12℃/min的降温速率缓慢降温至190℃，再自然冷却至室温，得到低合金耐磨球。
为了进一步说明本发明的有益效果，选用本发明实施例1-5生产的低合金耐磨球，对其进行抗拉强度、硬度、冲击韧性等方面的力学性能实验，并将实验结果记录在下表内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，包括语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。