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
技術領域:
本發明涉及一種合金,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磨球和中錳球墨鑄鐵磨球易磨損、單耗高。近年來開發的用鉻、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上使用。
銅在鋼鐵冶煉、尤其是冶煉優質鋼時被確認為有害元素,所以國家標準規定其允許殘留量在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,經磨損后也將進入鐵礦粉中,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%,當材質中含銅量超過0.3%時,在加工過程中必須自外部添加。
本發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。
本發明采用生鐵質和鋼質爐料為基料,不用銅合金化,用鋁(AL)、釩(V)、鈦(Ti)、稀土(Re)四元復合變質(即改性)而得,具體的化學成分如下(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不同工況條件確定相應的最優含量。
C碳含量與宏觀硬度呈線性關系,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。
Si硅可降低淬透性和促進石墨化。其含量高將粗化晶粒、降低韌性。生鐵質爐料中含有一定數量的硅,但限定為0.40~1.50。
Mn錳降低臨介淬火速度,提高淬透性,促進獲得馬氏體組織,增加碳化物數量,細化珠光體組織,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,但卻是有效的變質劑,它們可細化晶粒,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,可強烈細化鑄態組織,從而提高抗沖擊性能。
Mo本發明中不外加鉬,是鋼鐵爐料中殘留的鉬轉移到合金之中的,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本發明中銅是非合金化元素,不外加,是爐料中殘留的銅轉移到合金之中的,限定在國標規定的優質鋼中銅含量標準以下,即0.3以下。
P、S磷和硫是有害雜質元素,越低越好,一般控制在0.1以下。
本發明由于使用Al、V、Ti、Re復合變質,使磨球在鑄態就具有較高的沖擊韌性,熱處理后還會進一步提高,此外對硬度(HRC)和無缺口韌性(αK)兩項指標可在以下范圍內選擇,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米以上中型球磨機使用要求。本發明Cu元素含量在優質鋼國標規定的標準以下,尤其適合球磨鐵礦粉,經φ3.6米球磨機濕態球磨鐵礦粉使用證明,其磨損量是45#鋼質磨球的1/2,即耐磨性提高到2倍。
本發明用常規熔煉合金鋼的方法熔煉后金屬型澆注成磨球,鑄態供小型球磨機使用,熱處理后供中型球磨機使用。生鐵質爐料和鋼質爐料可用沖天爐、電弧爐或感應爐熔煉,以沖天爐-電弧爐、沖天爐-感應爐雙聯熔煉為佳。
實施例采用250公斤中頻感應爐熔煉后金屬型澆注成φ60毫米的磨球,化學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、稀土四元復合變質。
全文摘要
一種適于球磨鐵礦粉的低合金白口鐵鑄造磨球,采用生鐵質和鋼質爐料為基料,不添加銅,添加鋁、釩、鈦、稀土四元復變質劑而得。本發明具有較好的耐磨性和優良的抗沖擊性能,鑄態時可供小型球磨機使用,熱處理后韌性進一步提高,可供中型以上球磨機使用,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 優先權日1993年10月14日
發明者彭伯勛 申請人:彭伯勛