一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种韧性好、抗磨损的耐磨合金钢、合金磨球 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，冶金选矿、火力发电等行业在运行过程中需要使用合金磨球（钢球）作为研 磨介质，研磨介质的消耗量较大，全世界每年消耗约1000万吨。
[0003] 目前市场上的合金磨球的制备工艺主要有铸造和轧制两种类型；其中，铸造工艺 所制备的铸造磨球的耐磨性好，且深的使用厂家的好评；但是铸造磨球在铸造过程中不仅 会消耗大量的能量，而且对环境的污染较大，另外铸造磨球不能使用在超过直径8米的球 磨机上面，（铸造磨球的冲击值不够）。与铸造工艺相比，乳制磨球在轧制过程中不仅消耗 的能量较小，而且对环境的危害较小。并且能够很好地使用在大型球磨机上面。所以，发展 高品质的轧制磨球是未来的发展趋势。
[0004] 发明人研宄中不仅发现现有的轧制磨球的硬度没有铸造磨球的硬度高，而且现有 轧制磨球的淬透性差、芯部与表面硬度差较大，使其耐磨性自然比铸造的磨球差。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明实施例提供一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法，主要目的 是制备一种韧性好、耐磨性好的耐磨合金钢及合金磨球，且制备过程中消耗较小的能量、对 环境污染小。
[0006] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
[0007] -方面，本发明实施例提供了一种耐磨合金钢，以重量百分含量计，所述耐磨合金 钢包括以下物质：
[0008] 碳为 0? 90-1. 00%，硅为 0? 35-0. 45%，锰为 0? 50-0. 60%，铬为 1. 1-1. 3%，钼为 0? 25-0. 35%，硼为 0? 07-0. 09%，稀土为 0? 3-0. 5%，硫为 0-0? 016%，磷为 0-0? 015%，铜为 0-0. 06%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0009] 前述的耐磨合金钢，所述耐磨合金钢还包括0. 05-0. 06%的镍。
[0010] 另一方面，本发明实施例还提供一种耐磨合金钢的制备方法，包括如下步骤：
[0011] 对钢水进行调质，使所述钢水的成分为，以重量百分含量计，碳为0.90-1.00%， 硅为 0? 35-0. 45 %，锰为 0? 50-0. 60 %，铬为 1. 1-1. 3 %，钼为 0? 25-0. 35 %，硼为 0? 07-0. 09%，稀土为 0? 3-0. 5%，硫为 0-0? 016%，磷为 0-0? 015%，铜为 0-0? 06%，余量为 铁和不可避免的杂质；
[0012] 将调质后的钢水倒入设定规格的模具中成型并冷却，得到耐磨合金钢毛坯；
[0013] 将所述耐磨合金钢毛坯升温至800-900°C后，将其轧制成设定形状的预制件；
[0014] 将所述预制件升温至800-860 °C，保温3-5小时后浸入淬火液中进行淬火处理；
[0015] 将淬火后的预制件放在电阻炉中，在190-2KTC下保温处理5-6小时，出炉后冷 却，得到耐磨合金钢。
[0016] 前述的耐磨合金钢的制备方法，对钢水进行调质后，钢水还包括0. 05-0. 06 %的 镍。
[0017] 前述的耐磨合金钢的制备方法，对钢水进行调质的步骤之前还包括：
[0018] 将废钢、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁在熔炼炉中熔炼成钢水。
[0019] 前述的耐磨合金钢的制备方法，对所述钢水进行调质的步骤包括：
[0020] 在熔炼炉中，对所述钢水进行第一次调质；
[0021] 将第一次调质后的钢水转移到精炼炉中进行精炼；
[0022] 对精炼后的钢水进行第二次调质。
[0023] 前述的耐磨合金钢的制备方法，所述淬火液选用浓度为5-15%的硅酸钠溶液。
[0024] 另一方面，本发明实施例还提供一种耐磨合金钢，所述耐磨合金钢由上述任一项 所述的耐磨合金钢的制备方法制备而成。
[0025] 另一方面，本发明实施例还提供一种合金磨球，所述合金磨球的材质为上述所述 的耐磨合金钢。
[0026] 前述的合金磨球，所述合金磨球采用上述任一项所述的耐磨合金钢的制备方法制 备而成；
[0027] 其中，所述设定形状为球形；所述耐磨合金钢毛坯的设制形状为棒状、矩形状、圆 柱状、平板状中的任一种。
[0028] 本发明实施例提出的一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法，其中，耐磨合 金钢以重量百分含量计，包括以下物质：碳为0. 90-1. 00 %，硅为0. 35-0. 45 %，锰为 0? 50-0. 60%，铬为 1. 1-1. 3%，钼为 0? 25-0. 35%，硼为 0? 07-0. 09%，稀土为 0? 3-0. 5%，硫 为0-0. 016%，磷为0-0. 015%，铜为0-0. 06%，余量为铁和不可避免的杂质。合金磨球的 材质为上述耐磨合金钢。一方面，本发明实施例提供将耐磨合金钢或合金磨球中含有铬和 钼；且铬的含量控制在1. 1-1. 3%、钼的含量控制在0. 25-0. 35%，该含量的铬、钼能够很好 地与耐磨合金钢或合金磨球中的其他物质发生协同作用，使耐磨合金钢或合金磨球的具有 较高的硬度。另一方面，本发明实施例通过添加〇. 3-0. 5%的稀土以增加耐磨合金钢或合金 磨球的韧性；另一方面，本发明实施例通过将耐磨合金钢中添加硼和铬，且将硼的含量控制 在0. 07-0. 09 %，上述含量的硼和铬能够完善耐磨合金钢或合金磨球的淬透性，使耐磨合金 钢或合金磨球的韧性和硬度得到有机结合的同时，减小合金磨球芯部与表面的硬度差，从 而进一步提高耐磨合金钢或合金磨球的耐磨性。
[0029] 进一步地，本发明实施例提供的耐磨合金钢或合金磨球还包括0. 05-0. 06%的镍， 通过添加镍，并将镍的含量控制在0. 05-0. 06%，不仅能进一步提高耐磨合金钢或合金磨球 的强度，而不降低其塑性，改善耐磨合金钢或合金磨球的韧性；进一步提高耐磨合金钢或合 金磨球的淬透性；提高耐磨合金钢或合金磨球的耐腐蚀性。
[0030] 进一步地，本发明实施例提供耐磨合金或合金磨球的制备工艺采用轧制工艺，所 以在制备过程消耗的能量较小，而且对环境的危害较小，且采用上述的配方制备的耐磨合 金钢或合金磨球的耐磨性好、韧性好。所以，本发明实现了采用轧制工艺无法制备出韧性 好、耐磨性好的合金磨球。
[0031]进一步地，本发明实施例提供耐磨合金钢或合金磨球的制备工艺中，采用5-15% 的硅酸钠溶液作为淬火液，延缓了淬火液对耐磨合金钢或合金磨球的激冷，实现耐磨合金 钢或合金磨球在淬火中不破裂、不裂纹的目的。
【具体实施方式】
[0032] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 较佳实施例，对依据本发明提出的一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法其具体实施方 式、特征及其功效，详细说明如下。
[0033] 发明人发现现有技术中采用铸造工艺制造的铸造磨球的硬度、韧性及耐磨性较 好，但是在铸造过程中，该工艺会消耗大量的能量，且对环境污染较为严重。而大型球磨机 不能使用铸球。而轧制工艺是环保工艺，其消耗能量小、对环境污染小，但是轧制工艺制备 出的轧制磨球的硬度不及铸造磨球，耐磨性、耐高温性及淬透性差。基于此，本发明实施例 提供一种耐磨合金钢、合金磨球及轧制工艺；按照本发明实施例提供的配方，并采用轧制 工艺可以制备一种硬度、耐磨性、韧性、淬透性可以与铸造磨球相当或甚至更优异的轧制磨 球。并且能够很好使用在大型球磨机上面。具体如下：
[0034] 一方面，本发明的实施例提供一种耐磨合金钢，以重量百分计，该耐磨合金钢包括 以下物质：碳为 0.90-1.00%，硅为 0.35-0. 45%，锰为 0.50-0. 60%，铬为 1. 1-1. 3%，钼为 0? 25-0. 35%，硼为 0? 07-0. 09%，稀土为 0? 3-0. 5%，硫为 0-0? 016%，磷为 0-0? 015%，铜为 0-0. 06%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0035]与现有技术相比，本发明实施例提供将耐磨合金钢中含有铬和钼；且铬的含量控 制在1. 1-1. 3%、钼的含量控制在0. 25-0. 35%，该含量的铬、钼能够很好地与耐磨合金钢 中的其他物质发生协同作用，使耐磨合金钢的具有较高的硬度。另一方面，本发明实施例通 过添加0. 3-0. 5 %的稀土以增加耐磨合金钢的韧性；另一方面，本发明实施例通过将耐磨 合金钢中添加硼和铬，且将硼的含量控制在0. 07-0. 09%，上述含量的硼和铬能够完善耐磨 合金钢的淬透性，使耐磨合金钢的韧性和硬度得到有机结合的同时，减小合金磨球芯部与 表面的硬度差，从而进一步提高耐磨合金钢