[发明专利]多元合金铸铁磨球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸铁磨球及其制备方法，特别涉及一种多元合金铸铁磨球及其制备方法。

背景技术

磨球是广泛应用于矿山、冶金、建材和电力等行业的主要易损件，仅国内消耗量就达300万吨/年左右，国际市场磨球消耗量在1000万吨/年以上，其巨大的消耗引起人们高度重视。降低磨球消耗和破碎率，一直是国内外研究的热点之一。国内外广泛使用的磨球有低合金钢铸球、铬合金铸铁球、合金钢锻轧球等，参见下表1，均未能很好解决磨球硬度与韧性、淬透性与合金元素含量之间的矛盾。通常是硬度高而韧性低，破碎率高；合金元素含量高使淬透性提高，但成本增加。因此研制生产工艺简便、成本低、耐磨性好、破碎率低的磨球，成为人们追求的目标。

表1

为了提高磨球性能，中国专利公开号CN1851026A公开了一种高铬铸钢磨球及制备方法，组成(wt％)为C 1.0-1.6，Si 0.5-1.0，Mn 0.5-1.0，Cr 10-18，Re 0.03-0.1，Al 0.03-0.1，Mo 1.0-3.0，Ni 1.0-2.0，V 0.3-1.0，P≤0.03，S≤0.03，余量为铁及不可避免的杂质元素；浇铸成型后，经900-950℃二次淬火处理，再经400-450℃二次回火处理。具有硬度高，HRC≥61，韧性好，ak≥10J/cm²，抗拉强度σ_b≥800MPa。有效降低了磨球破球率，延长了磨球使用寿命。

中国专利公开号CN101705435A公开了超硬高铬铸造磨球的生产工艺方法，该发明磨球化学成分如下：碳(C)1.8-3.2％，硅(Si)0.3-1.0％，锰(Mn)0.2-0.9％，铬(Cr)10.0-10.5％，磷(P)0.02-0.1％，硫(S)0.02-0.1％；铜(Cu)0.02-0.1％，钼(Mo)0.02-0.1％，镍(Ni)0.02-0.1％，钨(W)0.02-0.1％，稀土钇(Y-Re)0.1-0.2％，铁(Fe)80.1-83.7％。该发明采用钇稀土进行变质处理，使碳化物形状、分布改变，进而断网，同时使晶粒细化，组织致密，提高韧性。采用油介质淬火加回火热处理工艺，获得马氏体加断网的共晶碳化物，使高铬磨球硬度达到HRc64-66，显著提高了高铬磨球的韧性和耐磨性。

中国专利公开号CN101463450A还公开了一种球磨机用微量多元合金化金属型铸钢磨球及其制备方法。磨球的化学组分为Cr：0.5-2.5，C：0.3-1.2，Si：0.35-0.90，Mn：0.4-0.8，P、S：≤0.04，余量为铁及不可避免的杂质元素。其制备方法获得的磨球具有硬度高、韧性好的特点。中国专利公开号CN101280382A还公开了一种球磨机奥贝体球铁磨球及制造方法，其化学成分及化学成分所占重量份数比例为：铁92-93、碳3.6-3.8、锰0.6-0.8、钙0.02-0.04、镁0.03-0.05、硅2.4-2.5，其中有害成分磷0.05以下，硫0.015以下。制造过程有熔炼，球化，浇铸，油浴淬火。该发明的积极效果是：使非高铬材质的磨球具有特高的强度与耐磨性，达到硬度与韧性的完美结合，球体具有良好的抗冲击、抗疲劳、与性能指标相近的高铬磨球相比，制造成本低20-30％。

综上，目前国内外开发的各种磨球普遍存在以下问题，性能好的磨球，其制造成本高，推广应用较困难；制造成本低的磨球，其性能差，特别是磨球的质量稳定性低，球耗高，硬度低，使用寿命短，用户满意度差。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种硬度高、疲劳性能及耐磨性好，球耗低，生产成本低廉的多元合金铸铁磨球及其制备方法。

本发明涉及的一种多元合金铸铁磨球，包含成分及其质量百分比为：Q235废钢86.0～87.0％，合金钢钢屑5.0～5.5％，增碳剂3.0～3.2％，硼铁4.0～4.5％，锆硅铁合金0.20～0.25％，镁铝钙合金0.35～0.45％，钇基重稀土硅铁合金0.12～0.15％。

作为进一步优选，所述Q235废钢包含成分按质量百分比为：C0.14～0.22％、Mn 0.30～0.65％、Si≤0.30％、S≤0.050％、P≤0.045％，余量为Fe。

作为进一步优选，所述合金钢钢屑包含成分按质量百分比为：C≤0.12％,Si≤1.00％,Mn≤2.00％,S≤0.030％,P≤0.035％,Cr17.00～19.00％,Ni8.00～11.00％,Ti≤0.80％,余量为Fe。