專利名稱：礦山專用磨球的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種礦山專用磨球，適用于選礦濕法磨條件下使用的研磨體，如各種 規格的磨球，磨段等。
背景技術：
礦山專用磨球是用于粉磨工程的一種輾磨介質，主要應用于選礦、球團礦的粉磨 工程，僅國內年耗量上百萬噸，由于選礦用磨球規格大，又屬濕法，所以磨球在磨機中做功 時沖擊力大，腐蝕性強，為了提高磨球的抗沖擊能力，抗腐蝕能力和耐磨性，降低磨球在使 用中的破碎率及消耗，各生產企業及科研單位均在不斷地探索和研發新產品和新工藝，并 開發出了高鉻合金磨球、中鉻合金磨球、低鉻合金磨球、合金鋼軋制磨球等，盡管這些產品 已被用戶接受，但各自都存在嚴重的不足之處，高鉻合金磨球雖然經淬火處理后硬度較高， 綜合機械性能較好，但由于選礦用磨球規格大，沖擊力大，濕法磨，腐蝕性強，在使用中消耗 仍較高，同時，高鉻球含鉻和含錳量高，消耗國家鉻資源；中鉻合金磨球和低鉻合金磨球硬 度低，不耐腐，在使用中消耗高，破碎率高，浪費國家資源；合金鋼軋制耐磨微球生產效力 低，能耗高，成本高，在使用中消耗高，為此，研發一種資源節約型，環境友好型的新一代礦 山專用磨球勢在必行。
發明內容
本發明提出了一種礦山專用耐球，該產品硬度高，使用中不破碎、不變形，耐腐蝕、 抗沖擊，消耗低，與高鉻合金磨球相比，抗磨能力提高了 50%，與中鉻合金磨球和低鉻合金 磨球相比，抗磨能力分別提高了 80%和100%，與合金鋼軋制磨球相比，抗磨能力提高了 150%，從而，為用戶降低了成本，提高了效益，為國家節約了資源。本發明是通過以下技術方案實現的一種礦山專用磨球，其特征在于礦山專用磨球中含有化學成份的重量百分比 為=C 1. 0-2. 9，Cr 5. 0-12, W ^ 0. 8, Si :0· 3-0. 9，Mn :0· 4-0. 8，Y :0· 05-0. 20，S 彡 0· 08， P^ 0. 08，釔基重稀土銅變質劑加入量為鐵水重量的0. 1-0. 3，其余為Fe。所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球在鑄造過程中，在鐵水中 加入釔基重稀土銅變質劑處理，釔基重稀土銅變質劑加入量為鐵水重量的0. 1-0. 5%。所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球是通過金屬型鑄造工藝 生產的。所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球從金屬型中取出緩冷后， 按熱處理工藝要求加熱到900°C -1050°C，保溫3-5小時后，通過淬火油做淬火介質油淬，然 后通過180°C -400°C低溫回火后使用。所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球規格為<2 15、<2 17、<2 20、<2 25、<2 30、<2 40、<2 50、<2 60、<2 70、<2 80、<2 90、<2 100、<2 110、<2 120、<2 125、<2 130、<2 140、<2 150mm。
所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球采用的金屬型模具，型腔 成環形組合排列，中間有用水玻璃砂打制的保溫帽口。所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球采用的釔基重稀土銅變質 劑是龍南縣龍釔重稀土材料有限責任公司生產的釔基重稀土銅變質劑。所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球外形為球狀，各規格尺寸 通過金屬模型腔控制，直徑公差為士 2mm。本發明是采用低碳白口鑄鐵加入適量的鉻、錳、鎢、銅、釔等合金元素，在鐵水中加 入0. 1-0. 3 %的釔基重稀土銅變質劑、而后采用金屬型鑄造激冷工藝成型，提供了 一種礦山 專用磨球。本發明微球材料，采用中頻電爐熔煉，原材料采用優質煉鋼生鐵、優質廢鋼，采用 鉻鐵、錳鐵、硅鐵進行調質，鐵水中各化學成分符合礦山專用耐磨合金鑄球材料的要求后， 將釔基重稀土銅變質劑直接加入鐵水包中進行攪拌，然后向金屬型中澆鑄，生產礦山專用 磨球。本發明中各化學成分 的含量均經過了科學論證與研究C 1. 0-2. 7%碳的作用是形成高硬度的碳化物，從而獲得良好的耐磨性，隨著碳含量的增加，碳 化物隨之增多，產品硬度也隨之提高，從而提高了耐磨性，碳含量過高，材料韌性下降。Cr 5. 0-11. 5%鉻的主要作用是與碳形成高硬度的鉻系碳化物，提高材料的耐磨性。Mn 0. 4-0. 8%錳的作用是提高材料鑄態白口化程度，脫硫、脫氧。W <0.8%。鎢的作用是能與其他元素結合成復雜的高硬度碳化物，使材料晶粒變細，提高耐 磨性和沖擊強度。控制Si 0. 3-0. 9%, S^O. 09%, P^O. 09% g的在于減少它們對材料韌性和硬
度的影響。釔基重稀土銅變質劑作為變質劑使用，能有效地細化晶粒、強化基體、改善碳化物形態和分布，可減少 耐磨微球合金加入量，降低生產成本，可明顯提高材料的沖擊韌性、強度和耐磨性，從而延 長耐磨合金的服役壽命，全面提高材料使用性能，降低生產成本。本發明材料礦山專用磨球屬申請人獨創，產品出品率高(以<2 IOOmm球為例，工藝 出品率>82%，與現有已知的鑄造耐磨球相比節電10% )，金屬型鑄造，大大降低了廢棄物 排放，使用中消耗低，為用戶節約成本，增加效益，為國家節約資源。金屬型鑄造將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法，其優點1.金屬液冷確 速度快，產品組織致密、晶粒細化、機械性能好，2.工藝出品率、正品率高，用砂量少，節約能 源、減少廢物排放。本發明產品硬度高，使用中不破碎、不變形，耐腐蝕、抗沖擊，消耗低，與高鉻合金 磨球相比，抗磨能力提高了 50%，與中鉻合金磨球和低鉻合金磨球相比，抗磨能力分別提高了 80%和100%，與合金鋼軋制磨球相比，抗磨能力提高了 150%，從而，為用戶降低了成 本，提高了效益，為國家節約了資源。
具體實施方式
a)將備好廢鋼、鉻鐵按設定的化學成份百分含量(C 1. 0-2. 7，Cr 5. 0-11. 5，Si 0. 3-0. 9，Mn 0. 4-0. 8，W彡0. 8，S彡0. 09，P彡0. 09，基質為鐵)進行配料，并裝入中頻電 爐中進行熔煉，待爐料完全熔化后做爐前分析，而后進行調質。b)鐵水成份合格并達到工藝規定的澆注溫度后出爐，將鐵水倒入事先準備好c)大鐵水包中并運送到澆注現場，由澆注工用小鐵水包轉接澆注。d) 3.大鐵水包在承接鐵水之前必須烘干并將準備好的釔基重稀土銅變質劑放于 大鐵水包底并用薄鐵板蓋上，而后倒入鐵水并用鐵釬攪拌，使釔基重稀土銅變質劑充分與 鐵水接觸。釔基重稀土銅變質劑加入量為鐵水重量的0. 1-0. 5%,優選為0. 2-0. 5%。重稀土變質劑是龍南縣龍釔重稀土材料有限責任公司生產的 釔基重稀土銅變質劑。e)采用金屬型鑄造成型工藝鑄造，在澆注前先將金屬型中間的澆帽口預制好，而 后進行澆注，待澆注結束鐵液凝固后打開模具，取出產品并堆放緩冷，以減少產品的鑄造應 力。待模具溫度冷卻至小于20(TC時，再重復下一次。f)當產品緩冷到50°C以下時由人工分選，合格產品進入熱處理。g)產品裝入特制的淬火框內而后放入加熱爐內加熱到符合工藝要求的溫度，再保 溫3-5小時出爐倒進油池進行油淬。h)當產品在油內冷至100°C -200°C時停止油淬，并將產品倒進特制的鐵框內進入
下一道工序。i)將裝好后的淬火態產品放入回火爐中按回火工藝要求進行回火處理。j)將回火好的產品放進緩冷坑進行緩冷，待產品溫度降至100°C以下時調出緩冷 坑進行空冷，當產品空冷到室溫時進行檢驗、檢測，合格產品包裝入庫。
權利要求
一種礦山專用磨球，其特征在于礦山專用磨球中含有化學成份的重量百分比為C1.0-2.9，Cr5.0-12，W≤0.8，Si0.3-0.9，Mn0.4-0.8，Y0.05-0.20，S≤0.08，P≤0.08，釔基重稀土銅變質劑加入量為鐵水重量的0.1-0.3，其余為Fe。
2.根據權利要求1所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球在鑄造過 程中，在鐵水中加入釔基重稀土銅變質劑處理，釔基重稀土銅變質劑加入量為鐵水重量的 0. 1-0. 5%。
3.根據權利要求1所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球是通過金 屬型鑄造工藝生產的。
4.根據權利要求1所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球從金屬型 中取出緩冷后，按熱處理工藝要求加熱到900°C-1050°C，保溫3-5小時后，通過淬火油做淬 火介質油淬，然后通過180°C -400°C低溫回火后使用。
5.根據權利要求1所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球規格 為<2 15、<2 17、<2 20、<2 25、<2 30、<2 40、<2 50、<2 60、<2 70、<2 80、<2 90、<2 100、<2 110、<2 120、<2 125、<2 130、<2 140、<2 150mm。
6.根據權利要求1所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球采用的金 屬型模具，型腔成環形組合排列，中間有用水玻璃砂打制的保溫帽口。
7.根據權利要求1所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球采用的釔基 重稀土銅變質劑是龍南縣龍釔重稀土材料有限責任公司生產的釔基重稀土銅變質劑。
8.根據權利要求1所述的礦山專用磨球，其特征在于所述的礦山專用磨球外形為球 狀，各規格尺寸通過金屬模型腔控制，直徑公差為士2mm。
全文摘要
本發明公開了一種礦山專用磨球，礦山專用磨球中含有化學成份的重量百分比為C1.0-2.9，Cr5.0-11.5，Si0.3-0.9，Mn0.4-0.8，W≤0.8，Y0.05-0.20，S≤0.08，P≤0.08，釔基重稀土銅變質劑加入量為鐵水重量的0.1-0.3其余為Fe。在鑄造過程中，在鐵水中加入釔基重稀土銅變質劑，加入量為鐵水重量的0.1-0.3％。本發明礦山專用磨球，采用中頻電爐熔煉，金屬模鑄造，原材料采用優質煉鋼生鐵、優質廢鋼，采用鉻鐵、錳鐵、硅鐵進行調質，鐵水中各化學成分符合礦山專用磨球的要求后，將釔基重稀土銅變質劑直接加入鐵水包中，然后將鐵水澆入金屬模內，生產礦山專用磨球。
文檔編號C22C33/08GK101864533SQ20101017849
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者周元行, 明章林 申請人:寧國市南洋鐵球有限公司