[发明专利]一种球磨机用耐磨钢球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种球磨机用耐磨钢球及其制备方法。

背景技术

耐磨钢球又称作研磨机用耐磨介质，是一种消耗品，主要用途是研磨物料，使物料研磨的更细，以达到使用标准，主要在矿山、电厂、

水泥厂、钢铁厂、硅砂厂、煤化工等领域用，全世界每年钢球的消耗量在3000～5000万吨，其中中国钢球消耗量在300～500万吨，是钢球消耗大国。球磨机用耐磨钢球的工作条件十分复杂，其在高速运转过程中，承受着巨大的冲击力、应力和摩擦力。除此之外，钢球在工作过程还受到润滑油等其他杂质的腐蚀，因此对耐磨钢球的综合性能有着较高的要求。现有技术中，球磨机用耐磨钢球主要包括碳素钢球和高铬钢球两大类，其中碳素钢球耐磨性不能满足研磨要求，使用寿命短，耗损量大；而高铬钢球虽耐磨性较好，但成本又过高，造成整体性价比低，实用性不高。基于上述陈述，本发明提出了一种球磨机用耐磨钢球及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种球磨机用耐磨钢球及其制备方法。

一种球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料：C 0.8～1.8%、Cr 1～5%、Mo 1.2～1.5%、V 1.2～1.5%、Mn 0.8～1.5%、Cu 2.2～2.7%、P 0.01～0.04%、S 0.01～0.04%、Nb 0.05～0.2%、SiC 3～5%、熔炼添加剂0.1～0.3%、余量为Fe。

优选的，所述的一种球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料：C 1～1.5%、Cr 2～4%、Mo 1.3～1.4%、V 1.3～1.4%、Mn 1～1.4%、Cu 2.4～2.6%、P 0.02～0.03%、S 0.02～0.03%、Nb 0.05～0.2%、SiC 3～5%、熔炼添加剂0.15～0.25%、余量为Fe。

优选的，所述的一种球磨机用耐磨钢球，包括以下重量百分比的原料：C 1.2%、Cr 3%、Mo 1.4%、V 1.3%、Mn 1.2%、Cu 2.5%、P 0.02%、S 0.03%、Nb 0.1%、SiC 4%、熔炼添加剂0.2%、余量为Fe。

优选的，所述SiC为微米级碳化硅晶须或纳米级碳化硅晶须。

优选的，所述熔炼添加剂为质量比为1.5～2.2:1.8～2:1:1～1.2:0.3～0.5的CaO、Na₂O、Al₂O₃、SiO₂和TiO₂的组合物。

本发明还提出了一种球磨机用耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：

S1、按质量比1.5～2.2:1.8～2:1:1～1.2:0.3～0.5，将CaO、Na₂O、Al₂O₃、SiO₂和TiO₂加入到超细研磨机中，充分研磨3次，每次研磨15～25min，得熔炼添加剂；

S2、将所述重量百分比的C、Cr、Mo、V、Mn、Cu、P、S、Nb和Fe投入熔炼炉中，以50～120℃/min的速率迅速升温，升温至金属原料完全熔化后，保温加入所述重量百分比的步骤S1中所得的熔炼添加剂，以420～480r/min的转速，搅拌熔炼3～5h，边搅拌边通入惰性气体，完成熔炼后，扒除熔化液表面的浮渣，得纯净合金液；

S3、将步骤S2中所得的合金液经180～240目筛网流入真空感应气雾化制粉炉中，利用高速气体击碎合金液流，制成粒径为1～20μm的细粉末，经热处理后得合金粉末；

S4、将步骤S3中所得的合金粉末与所述重量百分比的SiC共同加入到粉末混合机中，以750～950r/min的转速，高速混合1～2h后，注入钢球模具内，利用上下冲模冲压制成钢球坯体；

S5、将步骤S4中所得的钢球坯体加入到真空烧结炉中，在氢气氛中，置于1150～1400℃的温度下，连续烧结2～3h，将烧结物空冷至室温后，经后处理即得所需耐磨钢球。

优选的，所述步骤S3中细粉末的热处理方式为：将细粉末置于890～1080℃的温度下，保温2～4h后油冷至室温，然后置于350～450℃的温度下，保温4～6h。

优选的，所述步骤S5中烧结物后处理方式为：运用豪克能，利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件表面进行无研磨剂的研磨。