[发明专利]一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法

说明书

本发明提出了一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法，按照如下重量百分比含量的化学组成成分：C：1.9‑2.7％、Si：0.5‑0.9％、Mn：0.4‑0.8％、Cr：13.0‑20.0％、Cu：0.3‑0.7％、B：0.4‑0.9％、Ti：0.2‑0.5％、S：≤0.03％、P：≤0.05％，其余为Fe及不可避免杂质进行配料并熔炼，得到熔炼液；向所得熔炼液中加入孕育剂进行孕育处理，再浇铸成型，得到球坯；将所得球坯加热至880‑980℃，保温1‑2h后，淬入盐浴中保温1‑3h，盐浴温度为160‑250℃，取出后空冷至室温，再进行低温回火处理，即得到所述耐磨钢球。该耐磨钢球耐磨钢球性能稳定，硬度高，韧性好，耐磨性能优良，制备方法操作方便，工艺容易控制，产品质量稳定。

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法。

背景技术

钢铁耐磨材料在矿山领域有着广泛的应用前景和作用，随着技术的革新，传统材料逐渐被淘汰，取而代之的是多功能复合材料，多功能复合材料具有传统材料所不具有的优点如耐磨损、耐压、抗疲劳等。目前这些复合材料在铸铁领域尤其是耐磨球铸造制备中应用较为广泛，如根据耐磨球制备材料中金属铬的含量不同，将耐磨球分为高铬、中铬以及低铬，且不同铬含量的耐磨球其性能相差较大。

高铬铸铁磨球在干磨介质中，耐磨性好，但生产成本高，破碎率较高，低合金白口铸铁性能较差，目前较少使用，而中锰球铁磨球制造方便、生产成本低，但冲击韧性低，磨球破碎率高。现有技术中，减少高铬铸铁磨球破碎率的方法是进一步提高磨球硬度。公开专利CN109930057A中，其所提出的一种铬铸铁研磨体按质量百分含量的化学成分是：C：2.5-2.8％、Si≤0.5％、Mn：0.15-0.25％、Mo：0-2.5％、Cr：15-20％、Al：0.01-0.8％、Ni：0.05-0.10％、Re：0.1-0.2％、P≤0.05％、S≤0.05％，余量为Fe；该技术采用淬火+回火工艺，虽获得硬度HRC≥65的耐磨铸铁，但工艺复杂、热处理成本高。

目前，在高铬铸铁磨球容易破碎的现状下，除了需要增加钢球的硬度，还需要确保钢球具有足够韧性。

发明内容

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法，所得耐磨钢球性能稳定，硬度高，韧性好，耐磨性能优良，制备方法操作方便，工艺容易控制，产品质量稳定。

本发明提出的一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法，其具体包括如下步骤：

(1)、按照如下重量百分比含量的化学组成成分：C：1.9-2.7％、Si：0.5-0.9％、Mn：0.4-0.8％、Cr：13.0-20.0％、Cu：0.3-0.7％、B：0.4-0.9％、Ti：0.2-0.5％、S：≤0.03％、P：≤0.05％，其余为Fe及不可避免杂质进行配料并熔炼，得到熔炼液；

(2)、向所得熔炼液中加入孕育剂进行孕育处理，再浇铸成型，得到球坯；

(3)、将所得球坯加热至880-980℃，保温1-2h后，淬入盐浴中保温1-3h，盐浴温度为160-250℃，取出后空冷至室温，再进行低温回火处理，即得到所述耐磨钢球。

本发明所述耐磨钢球性能取决于金相组织，而一定的组织取决于热处理工艺，本发明化学成分是通过下述原理调控的：

碳(C)：C是调控高铬钢球强度和韧性的主要元素，在本发明所述合金组成中，为了避免C含量过高导致碳化物增加，碳化物虽然可以改善钢球耐磨性能，但是随着碳化物的含量增加韧性随之却下降，因此为了兼顾所得耐磨钢球的耐磨性和韧性，将钢球中C的含量控制为1.9-2.7％。

硅(Si)：Si是通过脱氧和固溶强化来有效提高强度的元素，但Si元素含量过高会导致钢的韧性下降，为了获得上述强度增强的效果，将钢球中Si的含量控制为0.5-0.9％。