[发明专利]钛白粉专用磨球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及球磨机磨球，具体地说，是一种钛白粉专用磨球及其制备方法。

背景技术

球磨机是物料被破碎之后再进行精粉碎的常用设备，在钛白粉的生产过程中必不可少，球磨机磨球则是球磨机最重要的基础配件配品。我国的钛白粉生产行业每年球磨机磨球的用量在1万吨左右，所用磨球多为轴承钢球或低铬合金磨球，用这两种磨球对一吨钛白矿进行球磨将有超过100克的磨球被磨耗掉，造成磨球中铬、钼、镍等钛白粉所忌讳的金属成分落入钛白粉中，导致所得钛白粉中铬、钼、镍含量超标，影响了钛白粉的纯度和白度。这也是制约我国钛白粉生产质量提高的重要原因，严重影响了钛白粉生产企业的经济效益和社会效益，一种能够专用于钛白粉生产企业的钛白粉专用磨球亟待出现。

发明内容

本发明目的在于提供一种钛白粉专用磨球，其合金含量极低，硬度高、磨耗小、失圆率低，经它研磨得到的钛白粉纯度高。本发明的另一目的在于提供该钛白粉专用磨球的制备方法。

本发明的具体技术方案是：

一种钛白粉专用磨球，其按照含量百分比含有如下组分：3.40％～3.80％的碳(C)、2.30％～2.60％的硅(Si)、0.60％～1.00％的锰(Mn)、0～0.035％的硫(S)、0～0.35％的磷(P)、0.01％～0.03％的纳米合金变质剂，0.01％～0.03％的稀土镁、余量废钢(Fe)。

纳米合金变质剂是一种新型合金合成剂，具有高硬度、耐高温、粒度小和分散好的特点。其表面ZETA电位(电动电位)为-18.0mV，与金属具有非常优秀的结合力。在钢水结晶过程中成为晶核相，可以大大增加成晶数量并减少晶粒尺寸，具有细化合金晶粒的效果，从而达到改善合金性能的目的。晶粒越细，单位体积内的晶粒界面越多，由于晶界间原子排列比晶粒内部的排列更加紊乱，因而位错密度较高，致使晶界对正常晶格的滑移位错产生缠结，不易穿过晶界继续滑移，变形抗力增大，表现为强度提高。本发明的配方中添加纳米合金材料后，磨球的硬度增加了3～5°，冲击韧性提高了2～3J/cm²。

上述钛白粉专用磨球的制备方法，主要是在合金铸球铸造技术的基础上改变化学成分，调整了热处理技术，具体包括如下步骤：

(1)通过直读光谱仪对废钢进行检测，挑选出铬、钼、镍的含量不超过0.3％的废钢材料作为主要原料，即从源头上杜绝合金含量超标可能会对钛白粉白度及纯度造成的影响；

(2)将步骤(1)挑选出的废钢连同满足配方比例的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)一起放入中频熔炼炉中进行熔炼，温度达到1450℃～1600℃时出炉，成分含量满足碳(C)3.40％～3.80％、硅(Si)2.30％～2.60％、锰(Mn)0.60％～1.00％、硫(S)0～0.035％、磷(P)0～0.35％；

(3)出炉时用冲包法加上满足配方比例的纳米合金变质剂以及稀土镁；

(4)当温度在1400℃～1450℃时用铁磨浇铸成型，即获得钛白粉专用磨球半成品；

(5)用立式沙轮机打磨半成品使其表面光滑圆整；

(6)将打磨好的磨球放在电阻炉内，加温至850℃～900℃，保温5～6小时后出炉；

(7)在硝盐浴内等温(350℃～400℃)淬火2～2.2小时；

(8)从硝盐浴内将磨球捞出，自然冷却后用自来水冲洗1～3次；

(9)用洛氏硬度计进行检测，硬度达到44～46°的视为合格，即得到本发明的钛白粉专用磨球，用高强度尼龙袋按一吨包装。

按照本发明的配方及工艺制备得到的钛白粉专用磨球，成本低廉、工艺简单；获得的磨球硬度高、断面硬度差小、磨耗小(比现有同类产品的磨耗低30％以上)、破碎率低、失圆率低，经久耐用；磨球中的铬、钼、镍等钛白粉所忌讳的金属成分含量极低，因磨耗而落入钛白粉中的金属成分含量亦低，除杂容易，因而经本发明的钛白粉专用磨球研磨得到的钛白粉纯度高、白度好、质量上乘。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。

实施例1

按照如下方法制备钛白粉专用低合金球磨机磨球：

(1)通过直读光谱仪对废钢进行检测，挑选出铬、钼、镍的含量不超过0.3％的废钢材料1010kg(废钢烧损大约损失30～60kg)作为主要原料，即从源头上杜绝合金含量超标可能会对钛白粉白度及纯度造成的影响；