[发明专利]超低碳球墨铸铁磨球的轧制制备方法

说明书

本发明超低碳球墨铸铁磨球的轧制制备方法，涉及含球墨的铸铁合金，将采用按质量百分比为：0.8～1.2%C、1.6～2.5%Si、1.0～2.5%Mn、0.2～0.8%Cr、0.1～0.4%Mo、P<0.03%、S<0.03%，余量为Fe及不可避免的少量杂质进行原料配制的超低碳球墨铸铁材料，用滚切式斜轧机轧制成超低碳球墨铸铁轧球，再对该超低碳球墨铸铁轧球进行等温淬火热处理，制得一种组织由细小石墨球和奥铁体组成的超低碳球墨铸铁磨球，克服了采用轧制法生产磨球的现有技术普遍存在的磨球的性能差、球耗高、使用寿命短、用户满意度差以及制造成本高的缺陷。

技术领域

本发明的技术方案涉及含球墨的铸铁合金，具体地说是超低碳球墨铸铁磨球的轧制制备方法。

背景技术

在冶金矿山、机械和电力等众多工业部门中，耐磨材料是必不可缺的重要材料，且其属于易损易耗品，每年消耗量巨大。而在各种金属耐磨材料中，磨球消耗最多，国内每年磨球消耗量超过200万吨。据国内不完全统计，磨球每年损失不少于40亿。随着国民经济的持续、稳定发展，磨球用量将进一步增加，国内外磨球市场的巨额消耗也引起人们重视，因此，提高磨球性能、延长使用寿命、降低生产成本、降低球耗将带来巨大的经济效益和社会效益，并将一直成为研究、生产、使用部门关注的焦点。

目前，国内外冶金、矿山和水泥等行业应用的磨球主要有高铬铸铁磨球(10-28％Cr)、低铬铸铁磨球(1-3％Cr)和锻钢磨球。高铬铸铁磨球在矿山湿磨条件下耐磨性优势不大，性价比低；低铬铸铁磨球韧性较低，容易破碎和剥落；锻钢磨球耐磨性较低、磨耗大且生产质量难以控制，生产效率不高。这些磨球材料存在的不可克服的缺陷使其应用受到限制。

近年来开发的基体组织为奥铁体组织的ADI及CADI磨球，这类磨球的耐磨性、抗冲击能力、磨耗和综合性能均有较大的提升。CN105734399A公布了“一种适于半自磨机使用的奥铁体球铁磨球及其加工工艺”，其磨球化学成分为碳3.2～3.9％、硅2.30～2.93％、锰0.96～2.80％、铬0.21～0.90％、铜0.11～0.60％、钼0.10～0.80％、钒0.10～0.68％、钛0.10～0.78％、铌0.01～0.09％、磷0～0.05％、硫0～0.03％、镁0.03～0.05％和稀土元素0.02～0.03％，其首先通过铸造成型制成铸态磨球，经等温淬火热处理制成奥铁体磨球，其表面硬度可达58HRC，磨损过程中磨损层产生加工硬化，硬度可达62-64HRC，进一步提高了磨球耐磨性。CN101906565A公布了“含碳化物奥铁体球墨铸铁磨球及其制造方法”，其磨球化学成分为：3.3～3.7％C、2.4～3.3％Si、2.5～3.6％Mn、0.6～1.5％Cr、P﹤0.08％、S﹤0.025％、0.03～0.05％Mg和0.02～0.04％RE，通过等温淬火工艺获得综合力学优良的奥铁体基体，且基体中分布一定数量碳化物，使得磨球具有较高的耐磨性和韧性。CN104152792A公布了“一种奥铁体球墨铸铁磨球”，其磨球化学成分为：3.3～3.7％C、2.0～3.0％Si、1.0～2.5％Mn、0.7～3.0％Cr、0.1～1.0％Mo、0.1～1.0％Cu、0.04～0.08％P、0.01～0.02％S、0.03～0.05％Mg、0.02～0.04％Ce、0.03～0.07％B、0.06～0.12％Ti和0.03～0.2％V，通过等温淬火热处理获得金相组织由奥铁体组织、碳化物和石墨球组成磨球。应用实践证明，其耐磨性是低铬铸铁磨球和锻钢磨球2～3倍。奥铁体磨球充分体现了基体为奥铁体组织的球墨铸铁作为磨球材料的优越性。但是，以上奥铁体球墨铸铁磨球均采用铸造工艺制备磨球，按照生产方式属于铸造球，其存在生产效率低、成本较高、能耗高、环境污染大、噪音大和劳动强度高等一系列缺陷，已不能满足现代市场要求及国家节能减排的生态绿色发展的方针政策。