[发明专利]一种湿式球磨机用高强韧性耐蚀衬板及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山湿式球磨机使用高强韧性耐蚀衬板及制备方法，属于金属材料技术领域。

背景技术

由于冶金矿山湿式磨机衬板的使用工矿条件恶劣，既受腐蚀又受冲击和磨损；在湿态下，特别是同种材料的磨损率是干态的数倍。国内外近年湿式磨机中现用各种材质衬板使用效果均不理想，主要表现为寿命较短。常用衬板材质高锰钢以及超高锰钢韧性有余，硬度、耐磨、耐腐蚀性不足；低合金钢韧性与耐蚀性不够；高铬铸铁耐磨性好，但韧性不足；以致衬板的使用寿命很短。目前矿石品味降低，其硬度增加；另外湿式球磨机大型化，需要衬板要有足够的硬度和韧性，才能保证寿命；一般认为，如果材质的硬度能达到HRC50，韧性也能达到50J/cm²以上。而湿磨机中矿浆均呈酸性或碱性，因此衬板还应具有良好的耐蚀性能。这种具有良好的硬度和韧性配合且耐蚀的材质是冶金矿山湿式球磨机衬板的较为理想的材质。

近些年来，出现一些中碳合金钢衬板，如中国专利CN102719748A公开了一种含钨耐热合金钢衬板材料及制备方法，但该发明虽然韧性达到65J/cm²，但其硬度很低仅HB259，在大型湿磨机中不适合。又如中国专利CN103993234A公开了一种中碳中铬合金钢耐磨衬板及制备方法，虽然该专利不含贵重金属钼、铜，一定程度降低成本，但使其韧性表现不足，仅24～46J/cm²，在腐蚀度较高的大型湿式球磨机中也不适合。因此为了适应冶金矿山严酷的工况条件，延长衬板使用寿命，提高湿磨机运转效率，研制一种高强度、高韧性、高耐蚀性的成本适中的新材料迫在眉睫。

发明内容

为了克服上述湿式球磨机衬板的不足，本发明提供一种高强度、高韧性、耐蚀性、耐磨性较好、生产成本适中、使用寿命长的湿式球磨机用衬板的制备方法与工艺。

一种湿式球磨机用高强韧性耐蚀衬板：所述耐蚀钢衬板为板条马氏体、下贝氏体以及少量残余奥氏体，原料按重量百分比的组成为：衬板化学成分重量百分比为：碳0.3％～0.5％，铬6％～8％，硅0.3～0.5％，锰0.4％～0.8％，钼0.4％～0.5％，铜0.2％～0.5％，硫、磷≤0.03％，RE0.03％～0.06％，余量为Fe及不可避免杂质。

如上所述湿式球磨机用高强韧性耐蚀衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)熔炼：按所述组成原料的重量百分比称取各元素，在中频感应炉铁熔化后加入C、Si、Mn，最后加入Cr、Mo，在1500℃～1550℃出钢，出钢前十分钟左右加稀土改性；

(2)浇注：当温度降到1420℃～1460℃时，浇注入金属模具型腔中，浇注采用慢—快—慢的方式；浇注时间控制在20s以内；

(3)热处理工艺：以80℃～100℃/h加热速度从常温加热到550℃～650℃的温度区间内保温3～5h，之后加热速度提高到150℃～200℃/h，油淬温度在1040℃～1060℃保温4～6h，回火温度在260℃～280℃保温6～10h，回火后取出衬板空冷即可。

如上所述步骤(3)的热处理工艺还可以采用空淬的方式，具体步骤为：以80℃～100℃/h加热速度从常温加热到550℃～650℃的温度区间内保温3～5h，之后加热速度提高到150℃～200℃/h，空淬温度范围1060℃～1080℃，保温4～6h；回火温度为240℃～260℃，保温6～10h，回火后取出衬板空冷即可。

优选的组分按重量百分比包括：碳0.3％～0.4％，铬6％～7％，硅0.3～0.35％，锰0.4％～0.5％，钼0.4％～0.5％，铜0.2％～0.4％，硫、磷≤0.03％，RE0.03％～0.04％，余量为Fe及不可避免杂质。

优选的，所述步骤(1)中变质剂为Y基重稀土变质剂。

优选的，所述步骤(1)中变质剂颗粒尺寸小于10mm，经过160℃～180℃的温度烘烤后所得。

优选的，所述步骤(1)中变质处理采用包内冲入法对钢水进行变质处理。

优选的，所述步骤(2)中浇注温度1430℃～1450℃。

优选的，所述步骤(3)以80℃～90℃/h加热速度从常温加热到550℃～600℃的温度区间内保温3～4h，之后加热速度提高到180℃～200℃/h，油淬温度在1050℃～1060℃保温4～5h，回火温度在270℃～280℃保温6～8h，空冷即可得到高强韧性湿式球磨机用耐蚀衬板。