[发明专利]一种低磨耗合金化耐磨铸球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低磨耗合金化耐磨铸球及其制备方法，包括以下步骤：将生铁、锰铁合金、硅铁合金、铬铁合金、电解镍、紫铜、硼铁合金和增碳剂加入电炉中进行加热熔炼，得到铁水；将铁水出炉，并在铁水出炉时随流加入纳米碳化硅和合金孕育剂进行随流孕育处理，将出炉后的铁水加入浇包中，并在浇包底部放置球化剂进行球化处理；S3、将球化后的铁水浇注到铸型中形成铸球；S4、将铸球加热至880‑920℃，在脉冲磁场的作用下保温，然后淬入盐浴中保温，取出后空冷至室温。本发明具有原料成本低、工艺操作方便、不含贵重、稀有原料的优点，而且得到的铸球具有高冲击韧性、高硬度，在实际应用中磨耗极低。

技术领域

本发明涉及耐磨铸球技术领域，尤其涉及一种低磨耗合金化耐磨铸球及其制备方法。

背景技术

磨球作为消耗量最大的耐磨铸件，被广泛应用于冶金、矿山、建材、煤炭、电力等行业的物料研磨生产中。工业上最常用的磨球主要有各种钢球、低Cr合金铸铁球、球墨铸铁球等，这些磨球的球耗较高，消耗量巨大，难以满足高效、低耗的发展需求。为了提升磨球的耐磨性能，降低球耗，往往采用添加合金化元素的方式，例如添加V、Ti可以形成高硬度的碳氮化物，提高基体的显微硬度和耐磨性；添加稀土可以通过变质处理细化组织，提高磨球的韧性和耐磨性。但是，采用贵重、稀有的合金化元素制备磨球，不仅大幅度增加了成本，而且不利于不可再生资源的合理利用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低磨耗合金化耐磨铸球及其制备方法。

本发明提出的一种低磨耗合金化耐磨铸球的制备方法，包括以下步骤：

S1、将生铁、锰铁合金、硅铁合金、铬铁合金、电解镍、紫铜、硼铁合金和增碳剂加入电炉中进行加热熔炼，得到铁水，铁水的化学成分按质量百分比如下：C：2.4-2.8％、Si：2.5-3.3％、Mn：1.0-1.5％、Ni：0.8-1.2％、Cu：0.4-0.7％、Cr：0.15-0.25％、B：0.01-0.02％、余量为Fe和不可避免的杂质；

S2、将铁水出炉，并在铁水出炉时随流加入纳米碳化硅和合金孕育剂进行随流孕育处理，将出炉后的铁水加入浇包中，并在浇包底部放置球化剂进行球化处理；

S3、将球化后的铁水浇注到铸型中形成铸球；

S4、将铸球加热至880-920℃，在脉冲磁场的作用下保温1-2h，然后迅速淬入温度为220-240℃的盐浴中保温2-4h，取出后空冷至室温，得到低磨耗合金化耐磨铸球。

优选地，所述步骤S4中，脉冲磁场的磁场强度为0.8-1.5T，脉冲频率为2-10HZ。

优选地，所述步骤S2中，纳米碳化硅的加入量为铁水重量的0.05-0.15％。

优选地，所述步骤S2中，合金孕育剂由硅铁孕育剂、硅钡孕育剂按重量比(4-5)：1组成；优选地，所述合金孕育剂的加入量为铁水重量的0.4-0.6％。

优选地，所述硅铁孕育剂的化学成分按质量百分比如下：Si：72.5-80％、Al：0.5-1.5％、Ca:0.5-1％、Mn：0.2-0.5％、Cr：0.2-0.5％、余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述硅铁孕育剂的粒度为0.2-0.7mm。

优选地，所述硅钡孕育剂的化学成分按质量百分比如下：Ba：4-6％、Ca：1-2％、Si：65-70％、Al：1-2％、余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述硅钡孕育剂的粒度为0.2-1mm。

优选地，所述步骤S2中，球化剂为镍镁合金；优选地，所述球化剂的加入量为铁水重量的0.4-0.6％。

优选地，所述镍镁合金的化学成分按质量百分比如下：Ni：80-85％、Mg：15-20％；所述镍镁合金的粒度为10-20mm。