[发明专利]一种低铬合金铸球材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造磨球材料领域，尤其涉及一种低铬合金铸球材料及其制备方法。

背景技术

现有技术中，铸造磨球被广泛应用在水泥建材、陶瓷、矿山冶选、电厂磨煤、氧化铝等行业。要求磨球具有硬度高、耐研磨、不破碎、不失圆、磨机综合效率高等良好的物理机械性能。目前磨球的种类主要有中锰球磨铸铁磨球、低碳白口铸铁磨球，以及高铬铸铁磨球等。高铬铸铁磨球性能优良，表面硬度和体积硬度较高，但冲击韧性较低，随着铬的价格走高，高铬铸铁磨球的价格也一路走高；低铬磨球的表面硬度和体积硬度较低，使用寿命短；中锰球磨铸铁磨球不耐腐蚀，原始硬度低，易破碎。由此可见，现有技术还存在很多不足，需要根据生产情况不同，研究兼具高硬度、高冲击韧性、低破碎率、低磨耗和低成本的性价比高的磨球。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低铬合金铸球材料及其制备方法，该磨球材料具有高硬度、耐高温、耐磨、低温冷脆性小的优点。

本发明的技术方案如下：

一种低铬合金铸球材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳1.8-2.1、硅1.3-1.5、锰3.0-3.3、铬1.7-1.9、钨2.5-2.7、钛0.2-0.4、Nb0.06-0.09、Be0.25-0.29、P≤0.07、S≤0.07、余量为铁。

所述的低铬合金铸球材料的生产方法，其特征在于：

（1）、准备生铁与废铁按1：1-1.5比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）硅、铬；（2）锰、钛、Nb；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以180-190℃/小时速率升温至730-740℃，再以150-160℃/小时速率降温至630-640℃，再以180-200℃/小时速率升温至920-940℃，保温4-5小时；再以150-160℃/小时速率降温至640-650℃，保温50-60分钟，再以150-160℃/小时速率降温至220-230℃，保温2-3小时；再以80-90℃/小时速率升温至340-350℃，保温60-70分钟，再以80-90℃/小时速率升温至510-530℃，保温2-3小时，取出空冷即得。

所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：工具钢粉12-15、二氧化硅4-5、白云石3-5、Na₂TiF₆ 8-10、乙烯基三乙氧基硅烷2-3、纳米三氧化二铝1-2、苦菱土4-8、粘土30-35、氟硅酸钠3-4、钛白粉2-3、莹石6-8、玉石粉3-4、蒙脱石1-2；其制备方法粘土放入煅烧炉中在1200-1240℃下煅烧3-4小时，取出粉碎，加入12-15%的盐酸水溶液中浸泡1-2小时，过滤，再用清水洗涤，烘干，与乙烯基三乙氧基硅烷混合、研磨分散成粉体；将其它剩余成分混合，加热至1600-2300℃，搅动45-60分钟后，倒入冷水中，冷却后，用清水洗涤，过滤、烘干，粉碎成100-150目粉末，与前述所得的粉体混合均匀，即得。

本发明的有益效果

本发明合金通过添加钨、钛等元素，使铸球结构致密,增加了合金的硬度的、耐磨性，降低了冷脆性，耐高温；通过添加Nb和Be元素，增加了合金的耐磨性；通过合理控制铸后处理温度，内部硬度与表面硬度基本一致,通过使用废铁作为原料，使合金品质均一，不易产生裂纹。本发明与现有低铬合金铸球相比,具有硬度高、耐研磨、耐酸碱腐蚀、破碎率低、使用寿命长的优点。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。

具体实施方式

一种低铬合金铸球材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳1.8-2.1、硅1.3-1.5、锰3.0-3.3、铬1.7-1.9、钨2.5-2.7、钛0.2-0.4、Nb0.06-0.09、Be0.25-0.29、P≤0.07、S≤0.07、余量为铁。

所述的低铬合金铸球材料的生产方法如下：

（1）、准备生铁与废铁按1：1.4比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；