[发明专利]超硬中铬铸造磨球及其生产工艺方法

说明书

技术领域

      本发明涉及一种研磨介质即铸造磨球及生产工艺方法

背景技术

磨球体作为一种研磨介质广泛应用于建材水泥、矿山冶金、能源火电、非金属加工、水煤浆及磁性材料等行业的粉体工程。

高铬铸造磨球是继普通锻制钢球、低、中铬铸造磨球发展起来的新一代高效磨球，其含铬量大于10%，公知热处理技术为油淬火加低温回火。在这种条件下，高硬度的马氏体形成，大大增强了基体的连续性和强度，因而磨球的硬度和韧性均显著提高。我国现行标准(GB/T17445-2009、JC/T533-2004及YB/T092-2005)高铬铸造磨球的铬(Cr)含量范围为10%-30%，其表面硬度≥HRC58即为合格，但是价格较高，以现有价格水平测算高出中铬钢球ZQCr8每吨600元以上。近些年来，由于我国的铬矿贫乏，铬铁的价格是一涨再涨，钼、镍、钛、铜等责重金属的价格亦不断攀升，所以高铬球价格的上涨是趋势必然。而现有的中铬铸造磨球ZQCr8的铬含量7-10%，表面硬度≥HRC48即为合格，硬度太低，耐磨性能低下，己远不能满足国内外市场的要求。

发明内容

为了节约铬(Cr)等稀缺贵重金属材料，同时提高磨球的硬度，降低制造成本，本发明的目的之一是提供一种铬含量7%-10%的超硬中铬铸造磨球，目的之二是提供前述超硬中铬铸造磨球的生产工艺方法。

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种超硬中铬铸造磨球及其生产工艺方法。

本发明采用的技术方案是：

一种超硬中铬铸造磨球，其特征在于：由以下化学成分组成：

碳:1.8—3.0%，硅:0.3-1. 5%，锰:0. 2-1.5%,铬:7. 0-10. 0%，磷:0. 02-0. 1%，硫:0. 02-0.1%，铜:0. 02-0. 1%，钼:0. 02-0. 1%，镍:0. 02-0. 1%,钨：0. 02-0. 1%，稀土钇：0. 1-0.2%，铁80. 1-87. 2%。

优选的，组成的化学成分如下：

碳:2.78%，硅:0.61%，锰:0.46%,铬8. 15%，磷:0.052%，硫:0.055%;铜:0. 062%，钼:0. 033%，镍:0.027%,钨：0.02%，稀土钇：0. 121%，铁：87. 43%。

优选的，其组成的化学成分如下：

碳:2.86%，硅:0.78%，锰:0.46%,铬:7. 5%，磷:0.052%，硫:0.065%;铜:0. 057%，钼:0. 035%，镍:0.031%,钨：0.02%，稀土钇：0. 139%，铁：89. 53%。

一种生产超硬中铬铸造磨球的生产工艺方法，所用原料为废钢，其步骤依次如下：

A、首先将所述废钢在中频感应电炉中熔化，升温至1520-1580℃，再加入铬、铜、钼、镍和钨，形成铁水；       

B、加入适量碎块状的稀土钇，所述铁水冲熔并静置5-7分钟；

C、用浇铸装置将所述铁水浇注到铸球模具或砂箱中，冷却后得铸球；

D、将所述铸球装入加热炉进行奥氏体化处理，第一阶段由常温升至300-350℃、时间2-3小时；第二阶段升温至500-550℃、时间1-2小时；第三阶段升温至650℃、时间1-2小时；第四阶段升温至840-960℃、时间2-4小时；出炉得研磨体；

E、将研磨体放入淬火油池进行淬火处理，淬火时间为6-20分钟，冷却到室温；

F、再通过回火处理，温度300-500℃，回火时间8-12小时；

G、最后进行掼制检验，得合格研磨体。 

优选的，所述步骤G后面还存在以下步骤：

H、增加正火处理，以提高产品的冲击韧性，重复所述步骤D即可。

本发明超硬中铬铸造磨球经过多元微合金化、稀土复合变质及油淬及回火处理后，基体组织和碳化物状态均发生了较大的变化。主要表现在：

 (1)、晶粒度由传统高铬白口铸铁的2-3级，提升到7-8级。

 (2)、夹杂物不但在数量上有较大的减少而且形态上也出现了球状变化；

   (3)、铸态组织避免和消除了网状硪化物，基体为细片状或短棱柱状马氏体；