專利名稱：硼硬合金及其襯板磨球的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種抗磨硼硬合金配方及其粉磨設備用襯板、磨球的制造方法。
目前，隨著經濟技術的不斷發展，在建材、冶金、電力等工業粉磨過程中，對粉磨設備用襯板、磨球的需求量逐年增加。粉磨設備用襯板仍以高錳鋼為主;磨球仍以碳鋼鍛球為主。高鉻鑄鐵用于制造粉磨設備襯板、磨球近年來也有較大發展。但高錳鋼用于制造粉磨設備襯板最大缺點是不抗磨，因為它在非重沖擊工況下服役冷作硬化效果不好;而磨球采用碳鋼鍛球最大缺點也是不抗磨，因而，由于它的硬度低導致了球耗高、電耗高、粉磨效果差、臺時產量低、補球頻繁、清倉次數多等，影響了生產效率，浪費了大量金屬材料;而高鉻襯板、磨球雖然抗磨效果好，但仍存在不足之處一是合金元素用量大，二是耗電量亦大，系電爐熔煉，生產也受到一定限制，三是制造成本和銷價都高。因而繼續研制合金元素用量少的節能型抗磨材料，用于制造粉磨設備襯板、磨球有著極大的經濟價值。
本發明的目的是提供一種采用含硼生鐵為原料，研制的含硼、鉬等合金元素，鑄態采用強制冷卻和退火處理工藝，具有硬化特性，適于非重沖擊工況下服役的粉磨設備用硼硬合金及其襯板、磨球的制造。
本發明硼硬合金的配方為C2.9-3.9%，Mn0.6-1.2%，Si0.6-2.0%，B＜0.20%，Mo＜0.6%，P·S＜0.12%，其余為Fe。
本發明硼硬合金襯板、磨球制造方法為熔爐可為沖天爐，金屬爐料采用低硼生鐵，低硅生鐵、廢鋼等;合金料采用錳鐵、鉬鐵等，熔劑為石灰石、螢石;鐵水出爐溫度1380-1420℃，澆注溫度1300-1320℃;襯板采用砂型強制冷卻，鑄態下進行退火處理;磨球采用金屬型，鑄態進行退火處理。
本機理主要是吸取高鉻鑄鐵硬度高、抗磨性能好之優點，因為硼化物硬度極高，加入少量硼即有很快提高硬度和抗磨性能之作用，因而，硼可代替鉻的作用;同時，鑄態采用強制冷卻和退火處理工藝，使產品既改善了韌性又獲得了硬化特性，硬度HRC＞50，抗彎強度σbb＞500N/cm2。因而，硼硬合金襯板和磨球在非重沖擊工況下服役不畸變、不破碎，安全可靠，在受磨料磨損時顯示出優異的抗磨性能。
本發明采用最佳配方和獨特工藝生產的襯板、磨球、硬度HRC＞52，抗彎強度σbb＞550N/cm2，抗磨性能分別優于高錳鋼和碳鋼鍛球。其襯板用粉磨鐵礦石，使用壽命為高錳鋼襯板的1.2-1.5倍;用于磨水泥為高錳鋼襯板的1.4-1.7倍，襯板用后不畸變、不斷裂，安全可靠。其鑄球用于磨水泥，使用壽命為碳鋼鍛球的5-7倍，鑄球用后表面光滑不粘料，破碎率極低，粉磨效果好，清倉次數少，具有節電，提高臺時產量之作用。
生產實踐表明硼硬合金襯板與高錳鋼襯板相比，生產一噸襯板，可節約錳鐵合金250公斤，價值900余元，節電1500度，約370余元，節約造型材料約50余元，節約熱處理費約300余元，多耗焦150公斤約50余元，以上合計可節約1570余元。硼硬合金鑄球與高鉻鑄球相比，生產一噸鑄球，可節約鉻鐵合金250公斤，約1000余元，節電1300度約320余元，節約熱處理費約250余元，多耗焦150公斤約50余元，以上合計節約1520余元。以年產量為500噸襯板、或500噸鑄球的小廠為例，硼硬合金襯板、鑄球取代高錳鋼襯板、或高鉻鑄球后，年可多獲利75萬元。
試驗表明硼硬合金襯板取代高錳鋼襯板，用于φ1.5×1.5m磨機，年可節約襯板費約0.5萬元，減少檢修停機增效0.8萬元，合計1.3萬元;用于φ2.2×7m磨機(二倉)年可節約襯板費約0.8萬元，減少檢修停機增效2.7萬元，合計3.5萬元。硼硬合金鑄球取代碳鋼鍛球，用于φ1.83×7m磨機(一倉)，年可節約磨球費2.9萬元，減少清倉次數增效1.4萬元，提高臺時產量增效4.1萬元、合計8.4萬元;用于φ2.2×7m磨機(一倉)，全年可節約磨球費6.5萬元，減少清倉次數增效1.1萬元，提高臺時產量增效8.9萬元，合計16.5萬元。
下面結合實施例據，進一步描述本發明例一C2.9-3.7%，Mn0.8-1.2%，Si0.6-1.9%，B＜0.08%，Mo＜0.4%，P·S＜0.12%，其余為Fe。
例二C2.9-3.8%，Mn0.7-1.1%，Si0.7-2.0%，B0.09-0.13%，Mo＜0.5%，P·S＜0.11%，其余為Fe。
例三C2.9-3.9%，Mn0.6-1.0%，Si0.8-2.0%，B0.14-0.20%，Mo＜0.6%，P·S＜0.10%，其余為Fe。
制造方法熔爐采用1T/h沖天爐，爐襯為酸性，金屬爐料采用含硼0.9%低硼生鐵、低硅鑄造生鐵和廢鋼。合金料采用碳素錳鐵、鉬鐵。造渣材料用石灰石。出爐溫度1400℃，澆注溫度1320℃。襯板造型采用天然砂強制冷卻，鑄態下進行退火處理;磨球采用金屬型鑄造，鑄態下進行退火處理。
權利要求
1.一種硼硬合金，其特征在于組份為C2.9-3.9，Mn0.6-1.2，Si0.6-2.0，B≤0.20，Mo≤0.6，P·S≤0.12，其余為Fe。
2.根據權利要求1所述的硼硬合金，其特征在于C2.9-3.7，Mn0.7-1.2，Si0.6-1.9，B＜0.08，Mo＜0.4，P·S＜0.12，其余為Fe。
3.根據權利要求1所述的硼硬合金，其特征在于C2.9-3.8，Mn0.7-1.1，Si0.7-2.0，B0.09-0.13，Mo＜0.5，P·S＜0.11，其余為Fe。
4.根據權利要求1所述的硼硬合金，其特征在于C2.9-3.9，Mn0.6-1.0，Si0.8-2.0，B0.14-0.20，Mo≤0.6，P·S＜0.10，其余為Fe。
5.一種硼硬合金襯板、磨球的制造方法，其特征在于熔爐可為沖天爐，金屬爐料采用低硼生鐵、低硅生鐵、廢鋼等;合金料采用錳鐵、鉬鐵等，熔劑為石灰石、螢石;鐵水出爐溫度1380-1420℃。
6.根據權利要求5所述的制造方法，其特征在于襯板采用砂型強制冷卻，鑄態下進行退火處理。
7.根據權利要求5所述的制造方法，其特征在于磨球采用金屬型，鑄態下進行退火處理。
8.根據權利要求5或6所述的制造方法，其特征在于熔爐采用1T/h沖天爐，爐襯為酸性，金屬爐料采用含硼0.9%低硼生鐵，低硅鑄造生鐵和廢鋼，合金料采用碳素錳鐵、鉬鐵，造渣材料用石灰石;出爐溫度1400℃，澆注溫度1320℃;襯板造型采用天然砂強制冷卻，鑄態下進行退火處理。
9.根據權利要求5或7所述的制造方法，其特征在于熔爐采用1T/h沖天爐，爐襯為酸性，金屬爐料采用含硼0.9%低硼生鐵，低硅鑄造生鐵和廢鋼，合金料采用碳素錳鐵、鉬鐵，造渣材料用石灰石;出爐溫度1400℃，澆注溫度1320℃;磨球采用金屬型鑄造，鑄態下進行退火處理。
全文摘要
以含硼生鐵為原料，研制的含硼、鉬等合金元素，鑄態采用強制冷卻和退火處理工藝，適于非重沖擊工況下服役的粉磨設備用硼硬合金及其襯板、磨球的制造。具有硬度HRC＞52，抗彎強度文檔編號C22C38/12GK1091476SQ9311010
公開日1994年8月31日 申請日期1993年2月18日 優先權日1993年2月18日
發明者佟樹林, 陳玉華, 高德育, 吳達 申請人:佟樹林