专利名称：一种耐磨合金钢及用该钢制造的耐磨钢球的制作方法
技术领域：
本发明涉及低合金模具钢，以及用低合金模具钢制造的用干磨机的耐磨钢球。
现有技术中，用高合金钢制作耐磨钢球，其硬度高，耐磨性好，但韧性差，而且在制备时不能采用水淬工序，只能采用细淬处理，因此还存在生产工艺复杂，难以控制，不适应大规模工业化生产以及污染环境的缺点。
为解决这一问题，中国专利870204日公开的，公开号为1008344的专利文件，公开了一种中高碳空冷锰硼贝氏体钢，这种钢含有(以重量计)C0.47-0.6％，Si0.1-1.5％，Mn2.1-3.5％，B0.0005-0.005％，余量为Fe。用这种钢制造的耐磨钢球可免除淬火工序，节约了能源，其耐磨钢球的韧性也有了明显提高，但是，它用于制造φ125mm以上的大直径磨球时，其钢球的韧性仍较差，在应用于大中型磨机时，其破碎率一般＞30％。
本发明的目的就是提供一种低合金、高强韧性耐磨钢，以及用这种钢制造的一种耐磨钢球。
本发明的目的是这样实现的，选用(以重量计)C0.18-0.45％，Si0.1-1.8％，Mn0.4-2.0％，B0.0005-0.005％，Cr0.2-1.0％，余量为Fe的成分。
本发明各成份的优选值为C0.18-0.30％，Si0.3-1.0％，Mn0.40-1.5％，Cr0.40-0.80％，余量为Fe。
用含上述化学成份的合金钢用于制造大直径的钢球，如φ125mm的耐磨钢球，可明显降低耐磨钢球的破损率。
本发明的合金钢的制备方法是采用常规的电弧炉按氧化法进行冶炼、浇注成钢锭的，用于制备大直径耐磨钢球时，可采用轧机开坯、锻造，锻球的余热温度控制在800-900℃，采用水冷输送法，控制冷却水温在30-90℃，进行水淬，在180-260℃时回火2-4小时。
其优选范围是，锻球的余热温度控制在860-880℃，冷却水温控制在50-80℃，回火温度200-240℃，回火时间3小时。
本发明的创新点之一在于选择出恰当B、Si、Mn、Cr配比，提高了钢的淬透性，细化晶粒进一步提高韧性、硬度及耐磨性。并克服了现有合金钢不能采用水淬的缺点，从而避免了油淬所带来的环境污染，以及不能工业化生产的敝病。
本发明的创新点之二在于对锻球采用水淬热处理工艺，进一步提高了合金钢的韧性，使制造的大直径钢球的耐磨性得到显著提高。
本发明的有益效果可从下列数据中得到证实。
实施例1在电弧炉中，装入20300kg废钢，(配料成分配碳量≥0.7％；P≤0.045％；Si不特殊配入)，采用氧化法进行冶炼，熔化期在熔化早期吹氧助溶，吹氧压力≤8MPa，熔化期加入铁矿石和氧化铁皮进行脱磷，当炉料熔化为90％时，取样测定分析含量。
氧化期钢液温度＞1530℃时，加部分矿石和白灰早期脱磷，并大量流渣。全熔样结果报回后，根据C的结果，进行吹氧氧化，吹氧压力≤8MPa，当C为0.15-2.0％，P≤0.015％，温度为1630℃时进行扒渣；还原期扒除氧化渣后，采用沉淀脱氧，加Si-Mn和Fe-Si，扩散脱氧加C-Si粉；当出钢温度在1630-1650℃时，测得钢液成份为C0.21％，Mn1.00％，Si0.15％，Cr0.10％，在出钢前三分钟加Fe-Mn-Si合金(含Mn64％，C1.8)364kg。加入Fe-Cr合金(含Cr65％，C8.5％)223kg，加入Fe-B合金(含B16.10％)21.59kg，加入Fe-Si合金(含Si72％)45.3kg；使出钢水含量达到C0.29％，Mn1.4％，Si0.30％，Cr0.4％，B0.002％后出钢；浇注在包中吹Ar搅拌，浇注温度控制在1600-1585℃。
成钢后用500×2轧机开坯(其工艺条件为加温温度控制在1150-1180℃，始轧温度≥1050℃，终轧温度≥900℃)，锻造(其工艺条件为下料加热500-700℃时剪断，锻造加热温度1150-1180℃，始锻温度≥1050℃，终锻温度≥900℃，锻造成球后，进行热处理，其工艺条件为锻球的余热温度控制在960-880℃时，采用水冷输送法，冷却水温控制在50-80℃，进行水淬，在200-240℃回火3小时。
以下实施例，其方法同实施例1，只是化学成份配比有所不同，物理特性均能体现本发明的效果。
B C Mn Cr Si Fe2 0.005％ 0.18％ 1.0％ 0.2％ 0.5％ 余量3 0.0005％ 0.40％ 1.5％ 0.5％ 1.0％ 余量4 0.002％ 0.25％ 0.5％ 0.8％ 0.1％ 余量5 0.001％ 0.3％ 1.8％ 1.0％ 1.8％ 余量
权利要求
1.一种耐磨合金钢，其特征在于其由下述份以重量计的成份组成C0.18-0.45％，Si0.1-1.8％，Mn0.4-2.0％，B0.005-0.005％，Cr0.2-1.0％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的耐磨合金钢，其特征在于所说的成份重量百分比为C0.18-0.30％，Si0.3-1.0％，Mn0.40-1.5％，Cr0.40-0.80％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的耐磨合金钢用于制造耐磨钢球，包括按氧化法进行冶炼、浇注、开坯、锻造，其特征在于锻球的余热温度控制在800-900℃，采用水冷输送法，控制冷却水温在30-90℃，进行水淬，在180-260℃时回火2-4小时。
4.根据权利要求3所述的合金钢制造耐磨钢球，其特征在于所说的锻球的余热温度控制在860-880℃，冷却水温控制在50-80℃，回火温度200-240℃，回火时间3小时。
全文摘要
本发明公开了一种耐磨合金钢,以及用该钢制造的耐磨钢球。合金钢由下述以重量计的成分组成:C0.18—0.45%,Si0.1—1.8%,Mn0.4—2.0%,B0.0005—0.005%,Cr0.2—1.0%,余量为铁。本发明合金钢淬透性好,韧性大,克服了现有低碳合金钢不能采用水淬的缺点,用该合金钢制造的钢球,耐磨性好,破碎率≤2%。
文档编号C22C38/18GK1186871SQ9610815
公开日1998年7月8日 申请日期1996年6月28日 优先权日1996年6月28日
发明者马成军, 马志和 申请人:河北省辛集市贝氏体钢总厂