[发明专利]一种高硬度铬合金铸球

说明书

本发明提出了一种高硬度铬合金铸球，所述铸球的化学组成成分按质量百分比包括：C：3.4％‑3.8％、Si：0.3％‑0.9％、Mn：0.4％‑0.9％、Cr：11.0％‑15.4％、S：≤0.02％、P：≤0.05％，其余为Fe和其他不可避免的杂质；按照上述化学组成成分进行配料，熔炼，浇铸后得到铸球初品；将该铸球初品加热到520℃‑550℃，保温2h‑3h，加热到750℃‑780℃，保温2h‑3h，加热到840℃‑880℃，保温2h‑3h，加热到880℃‑920℃，保温2h‑3h，之后淬入油温为150℃‑190℃的高温油中10min‑20min，再进行回火，制得所述高硬度铬合金铸球。本发明提出的一种高硬度铬合金铸球，改善了铸球的耐磨性能。

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种高硬度铬合金铸球。

背景技术

高铬铸球是一类应用非常广泛的重要耐磨材料，其含铬量大于10％，公知热处理技术为空气淬火与低温回火。由于在这种条件下，高硬度的M₇C₃型碳化物几乎全部代替了M₃C型碳化物，因此与呈网状连续分布的M₃C型碳化物相比，M₇C₃型碳化物大大增强了基体的连续性，因而铸球的硬度和韧性均显著提高。我国现行标准(GB/T17445-1998、JC/T533-2004及YB/T092-2005)中高铬铸造磨球的铬(Cr)含量范围为10-30％，其淬火态硬度为HRC52-56。

目前，工业上应用的高铬铸球常采用铬含量15-25％，碳含量不超过3.3％的亚共晶或近共晶成分。由于该种铸球碳化物含量相对较少，在许多耐磨耐蚀工况，如立磨磨辊、浆料输送杂质泵、球磨机衬板等都表现出明显的耐磨性不足。为此，为了提高高铬铸铁球的耐磨性，科研工作者开展了大量的研究开发工作，通过提高高铬铸铁球中碳或铬的含量以增加碳化物数量，从而使耐磨性大幅提高，但过高的碳或铬使得高铬铸铁球出现粗大的初生碳化物而使材料韧性急剧下降，与此同时粗大的初生碳化物在磨损过程中极易破碎，使得无法实现大规模的工业化应用。因此，控制和改善过共晶高铬铸铁球中初生碳化物的形态和粒度，即获得细小、均匀分布的初生碳化物是实现过共晶高铬白口铸铁规模化工业应用的关键。

中国专利CN1042193A公开了一种耐磨耐热的高铬合金铸铁及独特的热处理工艺，该材料主要成分为C：2.85-3.4％，Si：0.8-1.5％，Mn：0.3-0.4％，Cr：25-38％，Ni：3-8％，Re：0.08-0.15，P：≤0.03％、S：≤0.02％，余量为Fe。通过进行两次热处理，第一次的温度为1100-1300℃，出炉后空冷；第二次的温度为1000-1250℃，缓冷。该发明利用合理设计的成分和工艺，发挥了稀土的良好作用。但是该发明含有较多价格昂贵的镍元素，导致生产成本高，另外淬火工艺复杂，且淬火温度高，生产周期长，能耗高。

中国专利CN1769508A公开了一种低成本高耐磨的过共晶高铬铸铁及其制备方法，其主要成分为C：3.5-4.5％，，Si：0.5-1.5％，Mn：1.0-3.5％，Cr：17-30％Cu：1.0-2.0％，P、S：≤0.06％，Ni：≤1％，余量为Fe。其制备方法是通过加TiN、NbN等颗粒中间合金，在包内孕育，作为初生碳化物异质形核基底，而达到细化初生碳化物的目的。但外加TiN、NbN等颗粒在铁水中易团聚，分布均匀性差，使初生碳化物的形态和分布均匀性差，铸件波动性大，而且采用外加形核剂，铁液易污染，纯净度差。

发明内容

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种高硬度铬合金铸球，在提高铸球碳含量来增加碳化物数量，以使所述铸球硬度得到大幅提高的前提下，通过特定的热处理工艺来细化初生碳化物，使所述铸球的韧性亦得以保持，由此改善了铸球的耐磨性能。

本发明提出的一种高硬度铬合金铸球，所述铸球的化学组成成分按质量百分比包括：C：3.4％-3.8％、Si：0.3％-0.9％、Mn：0.4％-0.9％、Cr：11.0％-15.4％、S：≤0.02％、P：≤0.05％，其余为Fe和其他不可避免的杂质；