[发明专利]一种抗冲击高硬耐磨球

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种抗冲击高硬耐磨球。

背景技术

耐磨球是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料，目前已经被广泛应用于冶金矿山、水泥建材、火力发电、烟气脱硫、磁性材料、化工、水煤浆、球团矿、矿渣、超细粉、粉煤灰、碳酸钙、石英砂等行业球磨机中。

耐磨球作为一种磨损材料应该具有下列性质：(1)高的硬度，高硬度的基体可以抵抗磨粒对基体的微观切削作用，在一定程度上体现了材料的耐磨性；(2)较高的塑韧性、应变疲劳抗力、脆断抗力和剥层疲劳抗力，高的塑韧性可以减少或者抑制裂纹的萌生和扩展，特别是在高冲击作用的工况下具有优异的抗断裂破坏能力；(3)高的淬透性，材料的淬透性高才能保证在大尺寸条件下材料整体组织均匀、性能稳定，耐磨性得予保证。

现存耐磨球的抗冲击性能欠佳，不能满足现代社会对耐磨球的要求，因此，选择合适的成分、控制制备的工艺过程得到综合性能强的耐磨球是目前研究的热点问题。

发明内容

本发明提出了一种抗冲击高硬耐磨球，其具有优异的抗冲击性，同时具有优异的抗腐蚀性、硬度、耐热性和耐磨性。

本发明提出了一种抗冲击高硬耐磨球，其原料按重量份数包括：废钢100份、铬铁18-25份、钼铁1-1.5份、钒铁1-1.3份、锰铁0.1-0.3份、硅铁0.2-0.6份、金属锌2-5份；

根据上述原料配比，按照以下工艺制备抗冲击高硬耐磨球：

S1、将废钢加入到中频感应熔炼炉中，并加热至1490-1510℃，保温25-50min后加入铬铁、钼铁、钒铁，待完全熔化后加入硅铁、锰铁和金属锌，升温至1550-1600℃加热至完全熔化后得到钢液，浇注，待钢液完全凝固后开模，炉冷至室温得到耐磨球坯体；

S2、将S1中得到的耐磨球坯体放入电炉中，依次经过两次热处理得到耐磨球坯，其中，一次热处理过程具体如下：在50-55min内从室温升温至780-800℃，保温30-60min，在25-30min内升温至980-1040℃，保温20-30min，在2-3min内升温至1050-1080℃，保温12-15min，在5min内降温至1000-1040℃，保温5-8min，在3-5min内升温至1050-1080℃，保温5-8min，冷却至室温；二次热处理过程具体如下：加热至500-530℃，保温20-35min，水冷至室温；加热至500-530℃，保温10-25min，空冷至室温；

S3、将S2中得到的耐磨球坯用砂纸打磨，用丙酮清洗后用乙醇清洗；将等离子熔覆粉末放入烘箱中干燥，设置烘箱的温度为150-185℃，保温2-3h取出，所述等离子熔覆粉末其组成按质量分数包括：C:1.5-2.2％，Cr：5-10％，W：2-3％，Mo：0.2-0.8％，Nb：0.5-2％，B：1.2-2.3％，Mn：3.5-5.2％，余量为Fe；

S4、将S3中清洗后的耐磨球坯和干燥后的等离子熔覆粉末放入等离子弧装置中进行等离子熔覆；所述等离子熔覆工艺参数具体如下：非转移弧电压25-30V，非转移弧电流50-55A，转移弧电压38-45V，转移弧电流130-140A，离子气体流量150-200L/h，送粉气体流量200-250L/h，保护气体流量250-320L/h，熔覆速度35-50mm/min，焊枪摆幅35-45mm，喷距20-25mm；

S5、利用电火花沉积技术将WC-8Co硬质合金涂覆在S4中等离子熔覆后的耐磨球坯表面，所述电火花沉积技术工艺参数为：氩气流量：4-6.5m³/h，沉积电压为150-200V，沉积频率为1450-1560Hz，沉积功率为2000-2500W，沉积时间为5-6min/cm²，旋转沉积枪转速为1800-2200r/min；

S6、将S5中经电火花沉积技术涂覆后的耐磨球坯放入电炉中，加热至450-520℃，保温5-12h，降温后得到所述耐磨球。

优选地，上述抗冲击高硬耐磨球，其原料按重量份数包括：废钢100份、铬铁20-22份、钼铁1-1.35份、钒铁1.1-1.2份、锰铁0.15-0.25份、硅铁0.3-0.5份、金属锌3-4.5份。

优选地，上述抗冲击高硬耐磨球，其原料按重量份数包括：废钢100份、铬铁21.6份、钼铁1.25份、钒铁1.1份、锰铁0.2份、硅铁0.3份、金属锌3.1份。