[发明专利]一种高硬度低碳中镉耐磨钢球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨钢球技术领域，尤其涉及一种高硬度低碳中镉耐磨钢球及其制备方法。

背景技术

在火力发电厂中，钢球磨煤机的使用非常普遍，但是衬板与钢球的磨损始终是一个较突出的问题。由于衬板更换困难，所以提高衬板的寿命，对提高火力发电厂的经济效益尤为重要。影响衬板使用寿命的因素很多，其中材质是影响衬板使用寿命的最重要因素。

现有技术中的耐磨钢球的硬度和冲击韧性均无法满足实际的需求。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高硬度低碳中镉耐磨钢球及其制备方法。制备得到的低铬耐磨钢球硬度高，冲击韧性好。

本发明提出的一种高硬度低碳中镉耐磨钢球，其各组分的重量百分数如下：C：1.9-2.8％，Si：1.4-2.9％，Mn：0.6-0.8％，Cr：3.6-5.4％，Cu：0.6-1.2％，Mo：0.1-0.3％，Re：0.1-0.3％，S＜0.04％，P＜0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，碳硅当量值(C+1/3Si)为2.4-3.8％。

优选地，Mn的含量与Cr的含量之比以重量比计，满足0.11＜(Mn/Cr)＜0.22。

优选地，Si的含量与Mn的含量之比以重量比计，满足1.75＜(Si/Mn)＜4.83。

优选地，Cr的含量与Cu、Mn和Mo合计含量之比以重量比计，满足0.80＜Cr/(Cu+Mn+Mo)＜1.36。

优选地，其各组分的重量百分数如下：C：2.0-2.7％，Si：1.5-2.8％，Mn：0.65-0.75％，Cr：3.8-5.2％，Cu：0.8-1.0％，Mo：0.15-0.25％，Re：0.15-0.25％，S＜0.03％，P＜0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，其各组分的重量百分数如下：C：2.35％，Si：2.15％，Mn：0.7％，Cr：4.5％，Cu：0.9％，Mo：0.2％，Re：0.2％，S:0.01％，P:0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的一种高硬度低碳中镉耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：

S1、熔炼：依次将生铁、废钢、铬铁、钼铁、锰铁、电解铜和硅铁放入熔炼炉中进行熔炼，出炉前炉内插铝脱氧，包内稀土处理，出炉温度为1500-1600℃，得到合金液，接着进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：1.9-2.8％，Si：1.4-2.9％，Mn：0.6-0.8％，Cr：3.6-5.4％，Cu：0.6-1.2％，Mo：0.1-0.3％，Re：0.1-0.3％，S＜0.04％，P＜0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质；

S2、铸造：将S2中得到合金液进行浇注，木模缩尺比采用1-3％，采用水玻璃石英砂进行造型，二氧化碳吹干，浇注温度为1400-1500℃，浇注时，包内用草木灰去渣，浇注结束后于650-850℃保温3-5h，开箱冷却至室温得到铸件；

S3、热处理：将S2中得到的铸件进行热处理，热处理具体包括：将铸件升温至910-930℃，保温4-6h，然后风冷至室温，接着升温至210-290℃，保温5-7h，空冷至室温得到高硬度低碳中镉耐磨钢球。

碳：碳是钢中影响各项性能的主导元素，在一定范围内碳含量增加，强度、硬度及耐磨性提高，而韧性下降。为保证钢在具有一定韧性的同时，又具有较高的硬度和良好的耐磨性，确定碳含量为1.9-2.8％。

硅：有显著的固溶强化作用，并使钢的回火脆性温度移向高温，这就使钢的回火温度提高，获得较高的韧性。确定硅含量为1.4-2.9％。

铬:铬的加入主要起以下作用：固溶强化基体并提高钢的淬透性；与碳结合,形成弥散分布的高硬度碳化物；提高钢的回火稳定性。确定铬含量为3.6-5.4％。

锰:锰在钢中能提高淬透性及强度，显著增加残余奥氏体量，并增大钢的过热倾向和增大回火脆性倾向。确定锰含量为0.6-0.8％。

此外加入适量的Cu、Mo和Re。