[发明专利]一种耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球及其制备方法

权利要求书

1.一种耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球，其特征在于，包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体按质量分数包括以下成分：C：1.8～2.4％、Si：0.4～0.7％、Mn：0.6～1.1％、Cr：16～18％、Ni：0.35～0.55％、Cu：0.22～0.42％、Al：0.1～0.3％、Ca：0.1～0.25％、B：0.05～0.2％、Ti：0.08～0.3％、Zr：0.05～0.1％、Nb：0.015～0.025％、Mo：0.3～0.6％、V：0.05～0.1％、La：0.02～0.05％、P≤0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质；

所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球的制备方法，包括以下步骤：

S1、将废钢、锰铁合金置于中频感应炉中进行熔炼，再加入稀土合金、生铁、铬铁合金、钒铁合金和钨铁合金，经脱氧、扒渣、浇注，得到耐磨球胚体；

S2、将耐磨球胚体淬火处理，然后空冷至室温后进行低温回火得到耐磨球基体；

S3、将耐磨球基体经等离子熔覆、激光熔覆后得到初级耐磨球；

S4、将初级耐磨球经低温回火后冷处理，再经低温回火后得到所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球；

在S3中，具体步骤如下：将等离子熔覆粉末与粘结剂混合均匀后制成膏状，然后涂覆在经打磨清洗后的耐磨球基体表面，在110～130℃下烘干，放入等离子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：离子气体流量为1～4L/min，保护气体为氩气且氩气流量为6～8L/min，转移弧电压为28～35V，转移电流为60～120A，喷距为12～18mm，功率为1.2～1.7kW ，扫描速度为5～8mm/s，等离子弧光斑直径为2～3mm，等离子熔覆层厚度为1.5～2.5mm；然后用激光熔覆技术将Ni基合金粉末熔覆在S3等离子熔覆后的耐磨球基体上，得到初级耐磨球；所述激光熔覆技术工艺参数为：同步送粉，单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.2～2.8mm，扫描速度为5.4～6.2mm/s，功率为1.25～1.32kW ，激光熔覆层厚度为1～1.8mm；

等离子熔覆粉末的粒径为50～90μm，其按质量分数包括以下成分：Ni：15～22％、Cr：20～30％、Mn：8～15％、W：1～2％、Co：10～18％、B：2.2～3％，其余为Fe；

Ni基合金粉末的粒径为400～800nm，其按质量分数包括以下成分：C：1.8～2.2％、Cr：16～20％、W：1.2～1.8％、Fe：10～15％、Nb：0.8～1.5％、B：1.2～2.3％、Mn：3.5～5.2％、Si：0.15～0.3％、Sc：0.01～0.1％，其余为Ni；

在S4中，具体步骤如下：将初级耐磨球升温至200～260℃，保温1～2h，冷却至室温后放入冰水中10～25min，除去其表面水分后降温至-30～-20℃，保温20～40min，再降温至-45～-35℃，保温20～35min，然后降温至-60～-50℃，保温45～60min，升至室温，经20～30min升温至340～380℃，保温2～3h，空冷至室温，然后升温至220～280℃，保温3～4h，水冷至室温，得到所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球。

2.根据权利要求1所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球，其特征在于，包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体按质量分数包括以下成分：C：2.2～2.4％、Si：0.5～0.6％、Mn：0.8～1％、Cr：16％、Ni：0.4～0.5％、Cu：0.3～0.36％、Al：0.15～0.25％、Ca：0.15～0.2％、B：0.1～0.15％、Ti：0.18～0.25％、Zr：0.06～0.08％、Nb：0.025％、Mo：0.4～0.5％、V：0.06～0.08％、La：0.03～0.04％、P≤0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球，其特征在于，在S1中，具体步骤如下：将废钢、锰铁合金置于中频感应炉中进行熔炼，升温至1410～1440℃，保温25～40min，再加入稀土合金、生铁、铬铁合金、钒铁合金和钨铁合金，升温至1460～1480℃，保温40～60min，经脱氧、扒渣、浇注，得到耐磨球胚体。

4.根据权利要求1所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球，其特征在于，在S3中，粘结剂为水玻璃、硝酸纤维素、醋酸纤维素和聚乙烯醇中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球，其特征在于，在S4中，具体步骤如下：将初级耐磨球升温至230～250℃，保温1.3～1.7h，冷却至室温后放入冰水中15～20min，除去其表面水分后降温至-28～-24℃，保温25～35min，再降温至-42～-37℃，保温25～30min，然后降温至-57～-54℃，保温50～55min，升至室温，经23～26min升温至350～370℃，保温2.2～2.7h，空冷至室温，然后升温至240～260℃，保温3.2～3.4h，水冷至室温，得到所述耐腐蚀抗氧化低磨耗耐磨球。