[发明专利]一种低锰钒抗磨铸铁磨球或磨段及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低锰钒抗磨铸铁磨球或磨段及其制备方法，该磨球或磨段按质量百分数计，由如下成分组成：2.00～3.44％C，0.85～1.35％Mn，0.35～0.65％Si，0.01～0.05％V，≤0.06％S，≤0.06％P，其余为Fe，各成分质量百分数总和为100％。本发明通过在磨球或磨段中加入适量碳可保持其含有一定量的碳化物而具有较高的耐磨性，再通过合适的锰和钒的配比和用量，使磨球或磨段同时具备较高的抗冲击性能。另外，本发明的制备方法，制备成本低，而且工艺流程简单，便于推广，适于工业应用。

技术领域

本发明涉及耐磨材料制备领域，更具体地，涉及一种低锰钒抗磨铸铁磨球或磨段及其制备方法。

背景技术

磨球或磨段广泛应用于矿山、火电、水泥及冶金等工业基础行业。对于不同的应用工况，需要选择不同的材料制造，目前制造磨球或磨段的主要材料有：低铬、中铬和高铬抗磨铸铁，多元低合金铸铁等，这些制造磨球或磨段的材料，都是通过添加高含量合金或多种金属元素低/微合金化的方式，以提高磨球耐磨性和应用的性价比优势，但是上述材料中都包含较高含量的铬元素或我国匮乏的合金元素，生产成本高，生产工艺较复杂，在应对不断变化的应用工况条件中，并不能体现出明显的性价比优势。

专利CN109266953B公开了一种低锰抗磨铸铁磨球或磨段及其制备方法，化学成分为：3.45～3.65％C，0.85～1.35％Mn，0.35～0.65％Si，≤0.06％S和P，其余为Fe。目标通过对上述成分磨球或磨段的热处理工艺改进，制造出生产工艺简单、成本低、且使用性价比高的低锰抗磨铸铁磨球或磨段，并实现节约铬资源及我国匮乏合金。

专利CN102828100A公开了一种超低锰磨球或磨段的热处理方法，化学成分为：C：2.2～3.0％，Si：0.4～0.8％，Cr：10～10.5％，Mn：0.1～0.25％，Sc：1～4％，P、S≤0.005％，余量为铁。目标通过对上述成分磨球或磨段热处理工艺进行改进，以提高使用性能，同时降低生产工艺的复杂性，降低生产成本和实现节省锰资源。

专利CN104004960B公开了一种低铬钒钛铸铁磨球及其制备方法，化学成分为：C：2.8～3.1％，Si：0.8～1.0％，Mn：0.7～0.9％，V：0.20～0.25％，Ti：0.05～0.10％，Cr：1.0～2.0％，P≤0.10％，S≤0.10％，余量为铁和不可避免的杂质。目标是提供利用钒钛所具有的独特合金化作用，提高磨球的耐磨性和冲击韧性，在降低制造成本的同时，提高使用性能的一种低铬钒钛铸铁磨球。通过中温回火后，性能指标为：硬度48～52HRC，冲击韧度：2.5～3.0J/㎝²。

专利CN103014480B公开了多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法，化学成分为：C：2.4～2.7％，Si：0.5～0.8％，Mn：1.2～1.5％，Cr：2.4～2.8％，Mo：0.2～0.3％，W：0.08～0.15％，Cu：0.3～0.5％，V：0.08～0.14％，Ti：0.02～0.04％，B：0.015～0.03％，Y：0.08～0.12％％，Ce：0.05～0.08％，P≤0.05％，S≤0.05％，余量为铁和不可避免的杂质。目标是通过多元微合金化以及生产工艺调整相结合，保证磨球耐磨性，高硬度、高韧性和抗高冲击性，并能降低生产成本和节约优先资源。

但目前国内外开发的各种磨球普遍存在以下问题，性能好的磨球，其制造成本高。比如目前高铬抗磨铸铁磨球材料，以添加高含量铬合金或者添加多种微量的贵金属合金，以提高材料的耐磨性，但这样导致磨球的生产成本高，同时在应对我国当前多变的应用工况情况下，性价比优势低。且添加某些贵合金元素后，生产工艺复杂和热处理工艺参数控制严格，又进一步增高了生产成本。

而制造成本低的磨球，其使用性能差，磨耗高，特别是磨球的质量稳定性低，磨段也同理。

发明内容