[发明专利]一种用于耐磨球的高铬铸铁及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于耐磨球的高铬铸铁及其制备方法，涉及耐磨球技术领域，按重量百分比计其由以下组分组成：C 2.3‑3.0％、Si 0.5‑1.0％、Mn 0.4‑1.0％、Cr 16‑20％、Mo 0.3‑0.6％、Ni 0.4‑0.8％、V 0.02‑0.08％、B 0.05‑0.1％、Nb 0.1‑0.2％、Re 0.01‑0.1％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量为Fe。本发明合理调整高铬铸铁中各化学成分含量，并通过控制铬碳比及热处理工艺，使其淬火应力有效被消除，制得磨球冲击载荷较高，铸球的硬度、冲击韧性和耐磨性能三者达到很好的平衡，从而改善早期表面易剥落和碎球率高等现象。制得磨球冲击载荷较高，可适用于水泥、矿山、电力工业等大型球磨机的使用需要。

技术领域

本发明涉及耐磨球技术领域，尤其涉及一种用于耐磨球的高铬铸铁及其制备方法。

背景技术

球磨机是物料被破碎以后对其进行粉碎的工业设备，它被广泛应用在玻璃、陶瓷、化肥等产品粉体原材料的制备上，同时也是矿山、发电厂和水泥生产行业不可或缺的设备。

随着工业的发展，为提高粉体的生产效率，球磨机正不断朝着大型化的方向发展，目前大型工矿企业所使用球磨机的直径已普遍达到5m以上，更大的直径和容量在提高工作效率的同时，也带来磨料冲击增大，停机更换磨球频率增加进而增大生产成本等问题。

目前行业内主要采用高铬铸铁制备耐磨球，该铸铁组织中高含量的脆硬碳化物使其具备极高的硬度(>60HRC)，这使得高铬铸铁耐磨球在低冲击条件下显示出很好的耐磨性能。而由于使用上述的大型球磨机时耐铸球的冲击韧性较大，铸球在使用的过程中出现早期表面剥落或者碎球的现象，大大增加了球耗，增加生产成本，造成资源的浪费，降低生产效率。因此，需要研究开发一种高硬度、高耐磨性、高冲击韧度的耐磨球。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于耐磨球的高铬铸铁及其制备方法，制得磨球冲击载荷较高，铸球的硬度、冲击韧性和耐磨性能三者达到很好的平衡，可适用于水泥、矿山、电力工业等大型球磨机的使用需要。

本发明提出的一种用于耐磨球的高铬铸铁，按重量百分比计其由以下组分组成：C2.3-3.0％、Si 0.5-1.0％、Mn 0.4-1.0％、Cr 16-20％、Mo 0.3-0.6％、Ni 0.4-0.8％、V0.02-0.08％、B 0.05-0.1％、Nb 0.1-0.2％、Re 0.01-0.1％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量为Fe。

优选地，按重量百分比计其由以下组分组成：C 2.5-2.8％、Si 0.7-0.9％、Mn0.5-0.8％、Cr 17-18％、Mo 0.4-0.5％、Ni 0.6-0.7％、V 0.03-0.05％、B 0.06-0.08％、Nb0.12-0.16％、Re 0.04-0.08％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量为Fe。

优选地，所述Cr、C的重量百分含量满足关系式：Cr/C≤6.5。

本发明还提出了上述用于耐磨球的高铬铸铁的制备方法，包括以下步骤：

S1、熔炼：将废钢、生铁、硅铁、锰铁加入到中频感应电炉中，熔炼，炉前调整成分，升温，脱氧处理，然后加入铬铁、钼铁、钒铁、镍块、铌铁，再加入硼铁进行第一次变质处理，然后再加入Re进行第二次变质处理，出炉；

S2、浇铸：将金属液浇注到预制好的金属铁模内成型，开箱，清理，得毛胚球；

S3、热处理：将毛胚球进行淬火处理，先空气自然冷却，再鼓风冷却至室温，然后再进行回火处理，即得。

优选地，S1中，升温至1550-1570℃，然后进行脱氧处理。

优选地，S3中，淬火温度为960-980℃。