多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法

摘要

本发明公开了一种多元微合金化低铬白口铸铁磨球，该磨球中各化学组分的重量百分比为：C2.4-2.7%、Si0.5-0.8%、Mn1.2-1.5%、Cr2.4-2.8%、Mo0.2-0.3%、W0.08-0.15%、Cu0.3-0.5%、V0.08-0.14%、Ti0.02-0.04%、B0.015-0.03%、Y0.08-0.12%、Ce0.05-0.08%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe。本发明通过对低铬铸铁优选材料配方，调整铸造熔炼工艺，结合合理的热处理方法，保证了磨球的耐磨性、高硬度、高韧性和抗高冲击性。不仅可以提高球磨机生产效率，而且还能有效地降低生产成本和能耗，节约有限资源，具有极高的经济价值和社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法，属于耐磨材料技术领域。

背景技术

球磨机是冶金矿山、建材水泥、电力化工等行业粉料生产与加工的主要设备，球磨机工作过程中，其磨球作为终端产品，属于主要易磨损件其使用量大，对使 用成本影响极大，一直备受人们的关注。随着工业的发展，各式大型球磨机逐年增加，磨球的消耗也大幅度增长。这不仅消耗大量的钢铁材料，而且大量的铁粉进入锅炉，侵蚀锅炉零件，降低其寿命。目前磨球存在耐腐蚀性较差，冲击韧性较低，耐磨性能差等长缺点。所以，研制出一种综合性能稳定、磨耗低的耐磨球，具有重要的经济意义。

发明内容

本发明的目的是为解决磨球冲击韧性较差，耐磨、耐腐蚀性能不高等问题，提供一种多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法。

    多元微合金化低铬白口铸铁磨球中各化学组分的重量百分比为：C 2.4-2.7%、Si 0.5-0.8%、Mn 1.2-1.5%、Cr 2.4-2.8%、Mo 0.2-0.3%、W 0.08-0.15%、Cu 0.3-0.5%、V 0.08-0.14%、Ti 0.02-0.04%、B 0.015-0.03%、Y 0.08-0.12%、Ce 0.05-0.08%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe。

    多元微合金化低铬白口铸铁磨球的制造方法，包括以下步骤：

    （1）采用冲天炉和电炉双连熔炼，先加入少量的铬铁和全部钼铁，再加入废钢和回炉料，待废钢等熔化后，最后加入经过加热的剩余铬铁，熔炼温度为1420-1450℃，当温度达到1460-1480℃时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内，在铁水出炉3-5min前，按每吨铁水0.2-0.3公斤加入锰铁和硅铁进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.5-0.7公斤纯铝进行终脱氧；

    （2）终脱氧处理结束后即可出铁水，浇包中预先加入0.3-0.4%的稀土硅铁合金作冲入法变质处理，然后迅速在铁水上覆盖树木灰烬，铁水在浇包中镇静5-10分钟，当温度降到1400-1420℃时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却到950-980℃时, 开箱落砂, 进行热处理；

    （3）将磨球升温至650-680℃，保温1-2h，再升温至950-980℃，保温2-4小时后，然后在20号机油中淬火，机油温度为180-250℃，淬火时间为40-50分钟，再立即加热至360-400℃下进行回火处理，保温3-5小时后，再升温至550-600℃，保温3-4小时后，放入0℃冰水中冷却至室温；

    （4）将磨球浇口部分敲击去除，在砂轮上对磨球断口修磨圆滑，即得成品。

    所述的稀土硅铁合金的粒度为8-12mm，含稀土22-26%。

本发明的有益效果：

本发明通过对低铬铸铁优选材料配方， 调整铸造熔炼工艺， 结合合理的热处理方法，保证了磨球的耐磨性、高硬度、高韧性和抗高冲击性。不仅可以提高球磨机生产效率，而且还能有效地降低生产成本和能耗，节约有限资源，具有极高的经济价值和社会效益。

具体实施方式

    多元微合金化低铬白口铸铁磨球中各化学组分的重量百分比为：C 2.4-2.7%、Si 0.5-0.8%、Mn 1.2-1.5%、Cr 2.4-2.8%、Mo 0.2-0.3%、W 0.08-0.15%、Cu 0.3-0.5%、V 0.08-0.14%、Ti 0.02-0.04%、B 0.015-0.03%、Y 0.08-0.12%、Ce 0.05-0.08%、P≤0.05%、S≤0.05%，余量为Fe。

    多元微合金化低铬白口铸铁磨球的制造方法，包括以下步骤：

    （1）采用冲天炉和电炉双连熔炼，先加入少量的铬铁和全部钼铁，再加入废钢和回炉料，待废钢等熔化后，最后加入经过加热的剩余铬铁，熔炼温度为1450℃，当温度达到1460℃时，取样进行化学分析，控制各化学成分在规定范围内，在铁水出炉5min前，按每吨铁水0.2公斤加入锰铁和硅铁进行预脱氧，最后按每吨铁水加入0.6公斤纯铝进行终脱氧；

    （2）终脱氧处理结束后即可出铁水，浇包中预先加入0.3%的稀土硅铁合金作冲入法变质处理，然后迅速在铁水上覆盖树木灰烬，铁水在浇包中镇静8分钟，当温度降到1410℃时进行浇注，浇注时间控制在10分钟内，待铸型内磨球冷却到950℃时, 开箱落砂, 进行热处理；

    （3）将磨球升温至670-680℃，保温2h，再升温至970-980℃，保温3-4小时后，然后在20号机油中淬火，机油温度为230-250℃，淬火时间为40-50分钟，再立即加热至360-370℃下进行回火处理，保温5小时后，再升温至590-600℃，保温3小时后，放入0℃冰水中冷却至室温；

    （4）将磨球浇口部分敲击去除，在砂轮上对磨球断口修磨圆滑，即得成品。

    经检验，产物化学成分为：C 2.53%、Si 0.67%、Mn 1.35%、Cr 2.61%、Mo 0.24%、W 0.12%、Cu 0.38%、V 0.11%、Ti 0.037%、B 0.022%、Y 0.096%、Ce 0.072%、P 0.032%、S 0.028%，余量为Fe。力学性能为：硬度53.8 HRC，冲击功15.5J/cm²。