[发明专利]一种钨铬合金钢球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体是公开特一种钨铬合金钢球及其制备方法。

背景技术

钢球随着科学技术的发展对材料要求逐年提高，合金钢球是广泛应用于矿山、冶金、建材和电力等行业的主要易损件，仅国内对合金的消耗量达300万吨/年左右，国际市场钢球消耗量在100万吨/年以上，巨大的消耗量引起了人们高度的重视。降低合金钢球消耗和破碎，一直是国内外研究的热点之一。国内外广泛使用的合金钢球有低合金钢铸球、合金钢锻轧球等，但由于未能很好解决磨球硬度与韧性、淬透性与合金元素含量之间的矛盾，致使其一直未能得到广泛推广和应用。因此研制生产工艺简便、成本低、耐磨性好、破碎率低的磨球，是人们追求的目标。

发明内容

本发明的目的是：研发一种钇基稀土硅钨铬合金钢球及其制备方法，这种钢球成本低、耐磨性好其制备方法简便适合大规模工业应用。

本发明的技术方案为：（一）一种钨铬合金钢球，该合金钢球按质量百分比包含下述组分：Q235钨钢 86.0～87.0％、合金钢钢屑 5.0～5.5％、增碳剂 3.0～3.2％、硼铬4.0～4.5％、锆硅铬合金0.20～0.25％、镁铝钙合金 0.35～0.45％和钇基重稀土硅铬合金0.12 ～0.15％，上述各组分之和为百分之百。

所述 Q235 钨钢包含成分按质量百分比为：C 0.14～0.22％、 Mn 0.30～0.65％、 Si ≤ 0.30％、 S ≤ 0.050％、P ≤ 0.045％、余量为钨。

所述合金钢钢屑包含成分按质量百分比为：C≤0.12％、Si≤1.00％、Mn≤2.00％、S≤0.030％、P≤0.035％、Ni8.00～11.00％ 、Ti ≤ 0.80％ 、余量为铬。

所述增碳剂包含成分按质量百分比为 ：灰分≤ 0.8％、挥发分≤ 0.5％、水分≤ 0.5％、S ≤ 0.02％、余量为铬。

所述硼铬包含成分按质量百分比为：B 17.0 ～ 19.0％、 C ＜ 0.5％、Si ＜ 3.5％、余量为铬。

所述锆硅铬合金包含成分按质量百分比为：Zr 45～55％ 、Si 35～40％、C ＜ 0.1％ 、S ＜ 0.05％ 、P ＜ 0.05％、余量为铬。

所述镁铝钙合金包含成分按质量百分比为：Al 50～55％、Ca 4～5％、Mg 1.5～2.0％及余量的铬。

所述钇基重稀土硅铬合金包含成分按质量百分比为：RE 40 ～ 45％、Si35～40％、Ca 5～8％、余量为铬。

（二）一种用于制造钨铬合金钢球的制备方法，该制备方法采用电炉熔炼，按上述比例，包含步骤如下（1）将Q235钨钢、合金钢钢屑和增碳剂混合加热熔化，钨水熔清后测温，当钨水温度达到 1480 ～ 1500℃时，加入硼铬 ；当钨水温度达到 1500 ～ 1520℃时，加入镁铝钙合金，保温 1 ～ 3 分钟后出炉 ； （2）钨水出炉过程中，当钨水出炉 1/3 ～ 1/2 时，用厚度小于 1mm 的薄钢片包裹好钇基重稀土硅铁合金和锆硅铬合金，随钨水流加入浇包；（3）当温度降至 1400 ～ 1420℃时，在金属铸型中浇注成钢球；（4）钢球经打磨和清理后进行热处理，热处理加热温度 550～ 600℃，保温 6～ 10小时，随后炉冷至 500℃时出炉入缓冷坑，当磨球表面温度低于 150℃时空冷至室温即可制得所述钨铬合金钢球。

有益效果：1、本发明申请提供的工艺简单，成本低廉的制备钇基稀土硅钨铬合金方法可以显著提高钨铬合金的硬度和韧性性能，在工业上有广泛应用；2、本发明申请的钨铬合金具有良好的抗氧化性能、耐腐蚀性能；3、本发明申请的钨铬合金钢球具有优异的耐磨性、疲劳性能好，球耗低，本发明的钢球适用于研磨铁矿石、煤粉和水泥熟料，使用过程中无碎球现象出现。

附图说明

图1为钨铬合金的透射电镜图；图2为三氧化钨的X射线衍射（XRD）图；图3为钨铬合金的元素分析图。

具体实施方式