專利名稱：低鉻稀土合金鋼磨球材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于鍛造軋制工藝成型的合金鋼磨球材料。這種耐磨材料不僅用于水泥工業(yè)中球磨機內(nèi)的磨球，還可做為礦山、冶金、電力等各類機械的耐磨材料。
球磨機是冶金、礦山、建材、電力、化工等工業(yè)部門的主要粉磨設(shè)備。磨球是球磨機中磨損最嚴重、消耗最大的磨損備件。據(jù)我國冶金部等單位的統(tǒng)計冶金、礦山、電力、建材、化工等部門年消耗磨球約100余萬噸鋼材。目前，我國生產(chǎn)應(yīng)用的磨球，其質(zhì)量與性能指標(biāo)與國外發(fā)達國家同類產(chǎn)品相比，仍有一定差距，其消耗量遠遠高于國外。如，美國選礦廠平均磨球單耗0.9kg/T原礦；加拿大選礦廠平均磨球單耗0.895kg/T原礦；原蘇聯(lián)選礦廠平均磨球單耗1.0kg/T原礦，而我國選礦廠平均單耗為2.15kg/T原礦。此外，磨球質(zhì)量的優(yōu)劣對粉料的產(chǎn)量與質(zhì)量、生產(chǎn)成本及勞動條件的改善等都有很大的影響。
國外的磨球材料一般是鉻含量為15％，鉬含量為3％的馬氏體鑄鐵合金耐磨材料，雖然其耐磨性好，但也存在著導(dǎo)熱性差、韌性低，不適用于水泥熟料溫度高的條件，受研磨體沖擊時破碎率高。由于材料中合金含量高，尤其是鉬的含量高，加大了磨球材料的生產(chǎn)成本。
中國專利(CN85105932.5)公布了一種鉻合金磨球耐磨材料。該專利在材料成分方面碳、鉻、硅、錳、鉬的含量都高，而且合金含量也高，材料成本也必然高；在工藝方面，該專利的耐磨材料主要應(yīng)用中頻爐和小電爐冶煉，以鑄造工藝成型，在熱處理上不能水淬，只能采用電爐正火(空冷淬火)，其后退火，消耗能源大，也使材料成本提高。
本發(fā)明的目的是尋求一種適用于鍛軋工藝成型、成本低。韌性與耐磨性、導(dǎo)熱性好、并具有良好的機械性能和使用性能的磨球材料。
本發(fā)明是一種低鉻稀土合金鋼耐磨材料，其特點是材料成分中碳含量為0.45-0.9％，鉬含量為0.1-1.2％，硅含量為0.2-0.6％，錳含量為0.6-1.2％，稀土加入量為0.2-0.4％，鈦加入量為0.2-0.4％.該成分材料適用于φ60mm以下的小磨球，它是通過小直徑的磨球自身的結(jié)構(gòu)性能克服材料韌性不足的缺點，以此來進一步降低材料成本。
用于制造φ60-φ100mm的較大鋼磨球材料，由于球體自身結(jié)構(gòu)性能不足以克服材料韌性不足的缺點，因此，在上述磨球材料成本中，再加入鉬，其含量為0.10-0.20％。用于制造φ100mm以上大鋼磨球材料，可以在上述φ60-φ100mm鋼磨球材料成分的基礎(chǔ)上再加入釩，其含量為0.05-0.1％。
與中國專利(CN85105932.5)相比，本發(fā)明材料成分中碳、硅、錳的含量及合金含量都較低，但加入了提高材料韌性的稀土、鈦等合金成分，因此滿足了磨球鍛造、軋制成型的工藝要求及熱處理工藝的要求。
在使用性能方面，與中國專利(CN85105932.5)相比，本發(fā)明都相當(dāng)或優(yōu)于該專利。使用本發(fā)明材料經(jīng)鍛軋工藝成型的磨球，其耐磨性能與該專利相當(dāng)，即硬度HRC≥60；其沖擊韌性αk≥10J/cm2，抗強度σb≥100kg/cm2，優(yōu)于該專利。
本發(fā)明的實施例如下
實施例一φ60mm以下鋼磨球材料成分中含碳量為0.75％，鉻含量為0.4％，硅含量為0.3％，錳含量為0.6％，稀土加入量為0.2％，鈦加入量為0.2％。
實施例二φ60-φ100mm鋼磨球材料成分中含碳量為0.65％，鉻含量為1.0％，硅含量為0.6％，錳含量為1.0％，稀土加入量為0.4％，鈦加量為0.4％，鉬含量為0.13％。
實施例三φ100mm以上鋼磨球材料成分中含碳量為0.55％，鉻含量為1.2％，硅含量為0.4％，錳含量為0.8％，鉬含量為0.13％，釩含量為0.07％，稀土加入量為0.3％，鈦加入量為0.3％。
上述實施例獲得的耐磨材料，經(jīng)鍛造或軋制成磨球后，再利用余熱回火處理或電爐回火處理，磨球性能為硬度HRC≥60，韌性ak≥10J/cm2，抗控強度σb≥100kg/cm2。
權(quán)利要求
1.一種低鉻稀土含金鋼磨球材料，其特征在于材料成分中含碳量為0.45-0.9％，鉻含量為0.1-1.2％，硅含量為0.2-0.6％，錳含量為0.6-1.2％，稀土加入量為0.2-0.4％，鈦加入量為0.2-0.4％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低鉻稀土含金鋼磨球材料，其特征在于材料成份中含碳量為0.45-0.9％，鉻含量為0.1-1.2％，硅含量為0.2-0.6％，錳含量為0.6-0.8％，稀土加入量為0.2-0.4％，鈦加入量為0.2-0.4％，鉬含量為0.10-0.20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低銘稀土含金鋼磨球材料，其特征在于材料成分中還含有釩，其含量為0.05-0.1％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低鉻稀土合金鋼磨球材料。它是采用控制鉻/碳比,多元少量合金化方法強化含金的基體及碳化物,并根據(jù)磨球直徑大小的結(jié)構(gòu)物理性能,采用不同的配方,使材料性能既能滿足鍛造、軋制工藝條件要求,又能提高材料的綜合機械性能與耐磨性。以本發(fā)明材料制造的合金鋼磨球,在高強度下具有良好的沖擊韌性,磨球性能為HRC≥60,ak≥10J/cm
文檔編號C22C38/28GK1259586SQ98123779
公開日2000年7月12日 申請日期1998年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月29日
發(fā)明者徐延偉 申請人:徐延偉