[发明专利]一种纳米改性磨球的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米改性磨球的制备方法，包括以下步骤：S1、称取原料进行熔炼得到铁水；S2、向步骤S1得到的铁水中加入纳米改性铁粉，保温处理20‑30min，然后进行浇注，得到磨球坯体，其中，所述纳米改性铁粉是将还原铁粉、聚合物分散剂和纳米改性剂在无水乙醇中研磨均匀后，在惰性气氛下高温炭化制得；S3、将所述磨球坯体进行热处理，得到纳米改性磨球。本发明成本低、工艺简单、制备的磨球综合力学性能高，能满足水泥工业应用的需求。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种纳米改性磨球的制备方法。

背景技术

磨球是水泥工业用于破碎物料的常用介质。水泥熟料的显微硬度在450-580HV，混合矿渣中含有硬质颗粒，显微硬度在450-700HV之间，因此，水泥工业使用的磨球需要具有足够的硬度和韧性，使其在水泥物料的反复冲击作用下不发生破碎。目前，水泥企业最常用的磨球是高铬铸铁磨球，但是，由于铬合金原料紧缺，价格昂贵，因此，研制含铬量少，且性能满足要求的磨球，成为目前研究的重点。纳米添加剂能起到一定的强化效果，提高磨球的综合力学性能，但是纳米添加剂具有颗粒小、活性高、易团聚等表面效应，影响了其在磨球中的均匀弥散性，不利于增强效果的发挥。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种纳米改性磨球的制备方法。

本发明提出的一种纳米改性磨球的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取原料进行熔炼得到铁水，所述铁水包括以下重量百分比的化学成分：C：2.6-3.0％、Si：0.8-1.0％、Mn：0.6-0.8％、Cr：1.0-1.5％、Cu 0.3-0.5％、P：≤1.0％、S：≤1.0％、Re 0.05-0.1％、余量为Fe；

S2、向步骤S1得到的铁水中加入纳米改性铁粉，保温处理20-30min，然后进行浇注，得到磨球坯体；

其中，所述纳米改性铁粉是将还原铁粉、聚合物分散剂和纳米改性剂在无水乙醇中研磨均匀后，在惰性气氛下高温炭化制得；

S3、将所述磨球坯体进行热处理，得到纳米改性磨球。

优选地，所述纳米改性铁粉的具体制备方法如下：将还原铁粉、聚合物分散剂和纳米改性剂加入无水乙醇中混合均匀，在150-300r/min的转速下球磨2-5h，然后在惰性气氛下，于450-550℃高温炭化1-3h，得到纳米改性铁粉。

优选地，所述还原铁粉、聚合物分散剂和纳米改性剂的重量比为100：(1-2)：(5-10)，所述还原铁粉与无水乙醇的重量比为100：(20-30)。

优选地，所述还原铁粉的松装密度为2.5-2.7g/cm³，粒度为200-400目，Fe含量≥99％。

优选地，所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

优选地，所述纳米改性剂为纳米SiC、纳米TiC、纳米TiO₂、纳米CeO₂中的至少一种。

优选地，所述步骤S2中，纳米改性铁粉与铁水的重量比为0.2-0.5％。

优选地，所述步骤S1中，原料熔炼的温度为1420-1450℃。

优选地，所述步骤S3中，热处理的具体步骤为：先将磨球坯体加热至620-660℃保温1-2h，然后空冷至60-100℃，再加热至180-220℃保温1-2h，空冷至室温。

一种纳米改性磨球，由所述制备方法制得。

本发明的有益效果如下：