[发明专利]钒钛高铬合金球及其制造方法

说明书

技术领域

 本发明属于铸铁合金技术领域，尤其涉及一种钒钛高铬合金球及其制造方法。

 

背景技术

 现有用于冶金、矿山、建筑等行业的耐磨金属材料主要为普通耐磨铸钢和普通合金耐磨铸铁。普通耐磨铸钢抗冲击性能较好，但是其耐磨性能比耐磨铸铁差；普通合金耐磨铸铁抗冲击性能差，使用中容易断裂。这两种耐磨材料在常温下均具有一定的耐磨性能，但在中、高温的工况下，由于氧化和磨损的双重作用，材料的使用寿命很低。

鉴于此，有必要提供一种新型的磨球。

发明内容

 有鉴于此，本发明提供了一种钒钛高铬合金球及其制造方法，所获得的钒钛高铬合金球耐磨性高、冲击韧度好，提高材料的综合力学性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钒钛高铬合金球，按重量配比其化学成分为（百分比）:

一种钒钛高铬合金球，其特征在于，按重量百分比包含如下成分：

2.1~3.1%的C；

不超过1.5%的Si；

0.3~0.6%的Mn；

14~18%的Cr；

0.03~0.07%的V；

0.006~0.03%的Ti；

0.002~0.0035%的B。

优选的，所述钒钛高铬合金球还包含不超过0.1%的P及0.06%的S。

相应地，本发明还公开了一种钒钛高铬合金球的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）熔炼：配制原料，原料中按重量百分比包含如下成分：

2.1~3.1%的C；

不超过1.5%的Si；

0.3~0.6%的Mn；

14~18%的Cr；

0.03~0.07%的V；

0.006~0.03%的Ti；

0.002~0.0035%的B；

余量为铁和杂质；

将上述成分所组成的原料进行熔炼，得到铁水；

（2）孕育：将获得的铁水倒入浇包中进行包内孕育；

（3）浇铸，获得钒钛高铬合金球。

优选的，所述杂质包含不超过0.1%的P及0.06%的S。

与现有技术相比，本发明通过添加微量合金元素，来细化铸件的组织，改变某析出相的形态和分布以及尺寸。在高铬磨球中通过孕育+变质处理细化组织（增加形核率）改善共晶碳化物形态（控制择优成长晶向）分布，减少尺寸以提高材料的综合力学性能，所获得的钒钛高铬合金球耐磨性高、冲击韧度好。

具体实施方式

本发明基于怎样降低研磨体的磨耗和能源的浪费而研发钒钛高铬合金球，加入钒、钛、硼等合金来提高磨球的综合性能并能孕育+变质处理和细化晶粒的效果。

钒钛是强碳化物形成元素，在白口铸铁生产中常用作孕育和变质剂，这些元素加入铁液中会形成Tic、Vc碳化物，或碳氮化合物，高熔点相可作为共晶碳化物的形核质点，细化碳化物和晶粒，研究表明加入一定量的强碳化物形成元素是高铬磨球获得高耐磨性和冲击韧度的可行的工艺措施之一。

有鉴于此，本发明实施例提供一种钒钛高铬合金球，按重量配比其化学成分为（百分比）:

2.1~3.1C；

0＜Si≤1.5；

0.3~0.6Mn；

14~18Cr；

0.03~0.07V；

0.006~0.03Ti；

0.002~0.0035B；

余量为铁和不可避免的杂质。

在上述的钒钛高铬合金球中，所述的不可避免的杂质包括：

P≤0.1；

0.06S。

合金材质的性能是由金相组织决定的，而一定的组织取决于化学成分的合理选择。

碳（C）：是影响高铬铸铁硬度和耐磨性的主要元素，其含量高，组织中碳化物数量多，基体硬度高，耐磨性好。若其含量超过3.5%，会产生粗大片状碳化物，使材质变得硬而脆，而且由于粗大片状碳化物易碎裂剥落，致使耐磨性下降。若其含量过小，共晶碳化物数量减少，基体硬度下降，耐磨性也下降。

硅（Si）：一定量的硅起脱氧作用，对流动性也有利，较高的硅有利于屈氏体组织的形成，而且较高的硅溶于基体后，提高基体的电极电位，提高抗蚀性能。同时，在高铬铸铁中随硅的增加，硅化物数量增加，硬度和耐磨性也增加。但是硅的含量大于2.5之后，韧性明显下降。