專利名稱：一種適于球磨鐵礦粉的低合金白口鐵鑄造磨球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金，確切地說是一種適于球磨鐵礦粉的低合金白口鐵鑄造磨球。
球磨機(jī)用的磨球既要求硬度高又要求韌性好，使之長期在一定溫度和頻繁撞擊的工況條件下磨損量小、破損率低。但實際上，硬度高的材料脆，易破損，不耐沖擊，韌性好的材料易磨損，不耐磨。如長期以來普遍使用的鋼質(zhì)磨球和中錳球墨鑄鐵磨球易磨損、單耗高。近年來開發(fā)的用鉻、鉬、銅、或鉻、銅、合金化的低合金白口鐵鑄造磨球只適于在φ2.2米以下的小型球磨機(jī)上使用。
銅在鋼鐵冶煉、尤其是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼時被確認(rèn)為有害元素，所以國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其允許殘留量在0.2～0.3%。由于銅的特性，在冶煉中不能除去，所以鐵礦粉本身所含的銅將全部存留在鋼鐵中，鐵礦粉中銅含量越低越好，如果磨球中也含有銅，經(jīng)磨損后也將進(jìn)入鐵礦粉中，這對鋼是不利的。所以含銅磨球是不宜用來球磨鐵礦粉的.上述低合金白口鑄鐵磨球含銅0.6～2.0%(重量計，下同).CN87104407A、CN1032678A、88107653.8、CN1042729A、89105124.4所公開的磨球材料中分別含銅0.6%以下、1.5-2.5%、0.5-3.0%，當(dāng)材質(zhì)中含銅量超過0.3%時，在加工過程中必須自外部添加。
本發(fā)明的目的在于提供一種在加工時不外加銅且硬度較好、韌性優(yōu)良的鑄造磨球，它適合球磨鐵礦粉，也適合球磨水泥及其他物料。
本發(fā)明采用生鐵質(zhì)和鋼質(zhì)爐料為基料，不用銅合金化，用鋁(AL)、釩(V)、鈦(Ti)、稀土(Re)四元復(fù)合變質(zhì)(即改性)而得，具體的化學(xué)成分如下(重量%)C1.80～3.30;Si0.40～1.50;Mn0.60～1.40;Cr1.00～3.80;Al0.08～0.20;V0.05～0.20;Ti0.04～0.15;Re0.03～0.10;殘留Mo≤0.08;殘留Cu≤0.3.以上各元素的限定范圍可以根據(jù)不同工況條件確定相應(yīng)的最優(yōu)含量。
C碳含量與宏觀硬度呈線性關(guān)系，但碳化物硬而脆，耐磨而不抗沖擊，為使磨球具有較好耐磨性又有足夠的韌性，限定在1.8～3.30范圍內(nèi)。
Si硅可降低淬透性和促進(jìn)石墨化。其含量高將粗化晶粒、降低韌性。生鐵質(zhì)爐料中含有一定數(shù)量的硅，但限定為0.40～1.50。
Mn錳降低臨介淬火速度，提高淬透性，促進(jìn)獲得馬氏體組織，增加碳化物數(shù)量，細(xì)化珠光體組織，有利于提高硬度，但含量高了，增加奧氏體含量，對提高耐磨性不利，所以限定為0.60～1.40。
Cr鉻同錳一樣可提高合金的硬度。此外，鉻還可提高合金的耐腐蝕性能，使磨球在濕磨工況條件下延長使用壽命;提高抗回火穩(wěn)定性，使磨球適合在一定溫度的工況條件下工作。但含量過高，則超過低合金的范圍。
Al、V、Ti、Re微量，但卻是有效的變質(zhì)劑，它們可細(xì)化晶粒，固定氮和氧，因而可以降低對缺口的敏感性，提高韌性，尤其是稀土，可強烈細(xì)化鑄態(tài)組織，從而提高抗沖擊性能。
Mo本發(fā)明中不外加鉬，是鋼鐵爐料中殘留的鉬轉(zhuǎn)移到合金之中的，它在熔煉過程中不被氧化，不能除去。但鉬是有益元素，限定在0.08以下。
Cn本發(fā)明中銅是非合金化元素，不外加，是爐料中殘留的銅轉(zhuǎn)移到合金之中的，限定在國標(biāo)規(guī)定的優(yōu)質(zhì)鋼中銅含量標(biāo)準(zhǔn)以下，即0.3以下。
P、S磷和硫是有害雜質(zhì)元素，越低越好，一般控制在0.1以下。
本發(fā)明由于使用Al、V、Ti、Re復(fù)合變質(zhì)，使磨球在鑄態(tài)就具有較高的沖擊韌性，熱處理后還會進(jìn)一步提高，此外對硬度(HRC)和無缺口韌性(αK)兩項指標(biāo)可在以下范圍內(nèi)選擇，HRC42～45，αK7.5以上;HRC48～51，αK6以上。較高的抗沖擊能力，使磨球能滿足φ2.7米以上中型球磨機(jī)使用要求。本發(fā)明Cu元素含量在優(yōu)質(zhì)鋼國標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以下，尤其適合球磨鐵礦粉，經(jīng)φ3.6米球磨機(jī)濕態(tài)球磨鐵礦粉使用證明，其磨損量是45＃鋼質(zhì)磨球的1/2，即耐磨性提高到2倍。
本發(fā)明用常規(guī)熔煉合金鋼的方法熔煉后金屬型澆注成磨球，鑄態(tài)供小型球磨機(jī)使用，熱處理后供中型球磨機(jī)使用。生鐵質(zhì)爐料和鋼質(zhì)爐料可用沖天爐、電弧爐或感應(yīng)爐熔煉，以沖天爐-電弧爐、沖天爐-感應(yīng)爐雙聯(lián)熔煉為佳。
實施例采用250公斤中頻感應(yīng)爐熔煉后金屬型澆注成φ60毫米的磨球，化學(xué)成分和物理性能如下C 2.44，Si 1.40，Mn 0.95，Cr 1.18，Al(以加入量計)0.10，V 0.11，Ti 0.06，Re 0.035，殘留Mo≤0.08，殘留Cu 0.18，P 0.09，S 0.08，HRC 44～45，αK7.8。
權(quán)利要求
1.一種適于球磨鐵礦粉的低合金白口鐵鑄造磨球，其特征在于(1)、各化學(xué)成分含量(重量%)如下C 1.80～3.30， Si 0.40～1.50，Mn 0.60～1.40， Cr 1.00～3.80，Al 0.08～0.20， V 0.05～0.20，Ti 0.04～0.15， Re 0.03～0.10，Mo ≤0.08， Cu ≤0.3P ≤0.1 S ≤0.1(2)、不用銅合金化；(3)、用鋁、釩、鈦、稀土四元復(fù)合變質(zhì)。
全文摘要
一種適于球磨鐵礦粉的低合金白口鐵鑄造磨球，采用生鐵質(zhì)和鋼質(zhì)爐料為基料，不添加銅，添加鋁、釩、鈦、稀土四元復(fù)變質(zhì)劑而得。本發(fā)明具有較好的耐磨性和優(yōu)良的抗沖擊性能，鑄態(tài)時可供小型球磨機(jī)使用，熱處理后韌性進(jìn)一步提高，可供中型以上球磨機(jī)使用，低的含金銅量，使之尤其適合球磨鐵礦粉。
文檔編號C22C38/36GK1101682SQ9311901
公開日1995年4月19日 申請日期1993年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月14日
發(fā)明者彭伯勛 申請人:彭伯勛