一種多面耐磨體的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種多面耐磨體，其采用二次澆注的方式制成，所述多面耐磨體為正三角形多面體結構(平面數≤8)，包括采用低鉻鋼材制成的內支撐球體以及采用含鈮高鉻鋼材制成的外包覆層，并且所述多面體結構的側棱和頂角經圓角處理。本發明中提出的多面耐磨體表面積大，對物料的研磨作用強，并且，減小物料從其間脫離的可能，以使得物料得到更加充分的研磨，研磨效率高；同時采用低鉻鋼材作為內支撐芯，大大降低了耐磨體的成本，而作為主研磨部分的外包覆層采用摻鈮高鉻鋼材制成，大大增強了硬度和韌性，提高耐磨性，延長使用壽命。
【專利說明】一種多面耐磨體
【技術領域】
[0001]本發明涉及研磨體【技術領域】，尤其涉及一種多面耐磨體。
【背景技術】
[0002]鑄鐵磨球廣泛地應用于水泥建材、冶金礦山、火力發電等行業。隨著科學技術進步和經濟的飛速發展人類社會進入了一個前所未有的新時期，工業發展和社會進步對傳統結構的耐磨材料提出了新的要求，特別是對使用量大、應用范圍廣的耐磨材料，人們期望利用最少的資源、最低的成本，生產制造出具有非常優秀綜合性能的先進的耐磨材料以滿足社會進步對于材料的特別需求，因此，加快磨球產品技術更新、換代步伐，開發性價比更高的替代產品，已經成為耐磨材料企業的重要責任和當務之急。
[0003]高鉻鋼球由于其良好的耐磨性，受到廣泛使用，但是其成本高，沖擊韌性差，影響其適用性。為了使磨球的韌性和耐磨性能達到理想配合，彌補磨球耐磨性與良好韌性的不足而又必須經高溫淬火回火處理，但這種方法并不理想，普通存在著磨球早期變形和破碎問題。同時，球體比表面積最小且表面形狀處處平滑，集中程度高、各向同性，運動時受到摩擦力最小，因此研磨效率較低。
[0004]因此，如何制造一種耐磨性和韌性兼顧、研磨效率高、成本低廉、使用壽命長的耐磨體，是本領域技術人員丞待解決的問題。
【發明內容】
[0005]為解決【背景技術】中存在的技術問題，本發明提出一種正三角形多面耐磨體，加工工藝簡單、成本低廉、耐磨性好、研磨效率高、使用壽命長。
[0006]本發明提出的一種多面耐磨體，包括內支撐芯和包覆在內支撐芯外部的外包覆層，內支撐芯為采用低鉻鋼材制成的球體，外包覆層采用高鉻鋼材制成，所述多面耐磨體為正三角形多面體(平面數< 8)，所述多面耐磨體的側棱和頂角經圓角處理，使得平面之間圓滑過渡連接；
[0007]所述多面耐磨體通過下列步驟制成:
[0008]S1、熔煉
[0009]將廢鋼、鈮粉、鑰粉、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得高鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳1.6?1.8 %、硅0.4?0.7 %、錳0.3?0.6 %、鑰0.6?1.0 %、鉻10.0?10.5%、鈮0.25?0.6%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0010]將廢鋼、生鐵、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得低鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳1.1?0.9 %、硅0.3?0.42 %、錳0.4?0.55 %、鉻0.9?1.4 %、硫含量(0.008%、磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0011]S2、澆注
[0012]將SI中制備的低鉻鐵水放入球形模具澆注，待冷卻后起模，得到所述內支撐芯；
[0013]S3、二次澆注
[0014]將S2中制得的內支撐芯再次放入正多邊形模具中部，向所述模具中澆注SI中制得的高鉻鐵水，得到半成品多面耐磨體；
[0015]S4、熱處理
[0016]分段升溫:將半成品多面耐磨體送入熱處理爐，加熱至320?350°C，保溫70?75分鐘；繼續加熱至480?500°C，保溫70?75分鐘；繼續加熱至620?650°C，保溫80?85分鐘；繼續加熱至780?800°C，保溫80?85分鐘；加熱至920?950°C，保溫90?95分鐘；加熱至1050?1080°C，保溫90?95分鐘，得到合金體A ；
[0017]淬火:將經分段升溫得到的合金體A放入94?96°C的水池中冷卻8?12分鐘，然后投入回火爐；
[0018]回火:回火爐溫度控制在260?350°C，回火5?7小時，出爐空冷，得到多面耐磨體。
[0019]優選地，內支撐芯具有粗糙表面。
[0020]優選地，在SI中，制得高鉻鐵水中鉻和鈮的質量比為20?35:1。
[0021]優選地，內支撐芯的外表面至外包覆層的外表面的最小距離大于內支撐芯的半徑。
[0022]本發明中，所提出的多面耐磨體采用二次澆注的方式制成，其包括采用低鉻鋼材制成的內支撐球體以及采用含鈮高鉻鋼材制成的外包覆層，所述多面體結構的側棱和頂角經圓角處理。正三角形多面體與常規使用的耐磨球體相比，其表面積更大，相對移動所產生的剪力更大，對物料的研磨作用更強，正三角形多面體之間面面接觸幾率大，減小物料易于從常規的耐磨球體之間脫離的可能，因此物料可以得到更加充分的研磨，研磨效率更高；同時采用低鉻鋼材作為內支撐芯，保證耐磨體的機械性能的同時，大大降低了耐磨體的成本，而作為主研磨部分的外包覆層采用高鉻鋼材制成，并且這種高鉻鋼材中摻入適量的鈮，大大增強了耐磨體的硬度和韌性，提高耐磨性，延長耐磨體的壽命。
[0023]此外，內支撐芯的外表面粗糙，使得內支撐芯與外包覆層之間結合更好，使得研磨過程中，內支撐芯受力更均勻；內支撐芯的外表面至外包覆層的外表面的最小距離大于內支撐芯的半徑，保證外包覆層的耐磨性，延長耐磨體的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明提出的一種正四面耐磨體的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]實施例1
[0026]參看圖1，本實施例中提出了一種正四面耐磨體，包括內支撐球體和包覆在內支撐球體外部的外包覆層，內支撐球采用低鉻鋼材制成且其表面粗糙，外包覆層采用高鉻鋼材制成，其側棱和頂角經圓角處理，使得平面之間圓滑過渡連接，內支撐球體的外表面至外包覆層的外表面的最小距離大于內支撐球體的半徑；
[0027]本實施例提出的正四面耐磨體通過下列步驟制成:
[0028]S1、熔煉
[0029]將廢鋼、鈮粉、鑰粉、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得高鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳 1.6 %、硅 0.7 %、錳 0.6 %、鑰 1.0 %、鉻 10.0 %、鈮 0.5 %、硫含量 < 0.008%,磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0030]將廢鋼、生鐵、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得低鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳1.1 %、硅0.3%、錳0.45%、鉻0.9%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0031]S2、澆注
[0032]將SI中制備的低鉻鐵水放入球形模具澆注，待冷卻后起模，得到所述內支撐芯；
[0033]S3、二次澆注
[0034]將S2中制得的內支撐芯再次放入正多邊形模具中部，向所述模具中澆注SI中制得的高鉻鐵水，得到半成品多面耐磨體；
[0035]S4、熱處理
[0036]分段升溫:將半成品多面耐磨體送入熱處理爐，加熱至320°C，保溫75分鐘；繼續加熱至480°C，保溫75分鐘；繼續加熱至650°C，保溫80分鐘；繼續加熱至780°C，保溫85分鐘；加熱至920°C，保溫90分鐘；加熱至1050°C，保溫95分鐘，得到合金體A ；
[0037]淬火:將經分段升溫得到的合金體A放入94?96°C的水池中冷卻8?12分鐘，然后投入回火爐；
[0038]回火:回火爐溫度控制在260°C,回火7小時，出爐空冷,得到多面耐磨體。
[0039]實施例2
[0040]本實施例中提出了一種正三角形六面耐磨體，包括內支撐球體和包覆在內支撐球體外部的外包覆層，內支撐球采用低鉻鋼材制成且其表面粗糙，外包覆層采用高鉻鋼材制成，其側棱和頂角經圓角處理，使得平面之間圓滑過渡連接；
[0041]本實施例提出的正三角形六面耐磨體通過下列步驟制成:
[0042]S1、熔煉
[0043]將廢鋼、鈮粉、鑰粉、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得高鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳1.7 %、硅0.55 %、錳0.45 %、鑰0.8 %、鉻10.2 %、鈮0.42 %、硫含量(0.008%、磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0044]將廢鋼、生鐵、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得低鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳1.0 %、硅0.36 %、錳0.48 %、鉻1.2 %、硫含量< 0.008 %、磷含量< 0.008 %，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0045]S2、澆注
[0046]將SI中制備的低鉻鐵水放入球形模具澆注，待冷卻后起模，得到所述內支撐芯；
[0047]S3、二次澆注
[0048]將S2中制得的內支撐芯再次放入正多邊形模具中部，向所述模具中澆注SI中制得的高鉻鐵水，得到半成品多面耐磨體；
[0049]S4、熱處理
[0050]分段升溫:將半成品多面耐磨體送入熱處理爐，加熱至330°C，保溫72分鐘；繼續加熱至490°C，保溫73分鐘；繼續加熱至640°C，保溫81分鐘；繼續加熱至790°C，保溫83分鐘；加熱至930°C，保溫93分鐘；加熱至1070°C，保溫92分鐘，得到合金體A ；
[0051]淬火:將經分段升溫得到的合金體A放入95°C的水池中冷卻10分鐘，然后投入回火爐；
[0052]回火:回火爐溫度控制在320°C,回火6小時，出爐空冷,得到多面耐磨體。
[0053]實施例3
[0054]本實施例中提出了一種正八面耐磨體，包括內支撐球體和包覆在內支撐球體外部的外包覆層，內支撐球采用低鉻鋼材制成，外包覆層采用高鉻鋼材制成，其側棱和頂角經圓角處理，使得平面之間圓滑過渡連接，內支撐球體的外表面至外包覆層的外表面的最小距離大于內支撐球體的半徑；
[0055]本實施例提出的正八面耐磨體通過下列步驟制成:
[0056]S1、熔煉
[0057]將廢鋼、鈮粉、鑰粉、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得高鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳1.8%、硅0.4%、錳0.3%、鑰0.6%、鉻10.5%、鈮0.3%、硫含量彡0.008%,磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0058]將廢鋼、生鐵、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得低鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳0.9 %、硅0.42 %、錳0.55 %、鉻1.4%、硫含量< 0.008 %、磷含量< 0.008 %，其余為鐵和不可避免的雜質；
[0059]S2、澆注
[0060]將SI中制備的低鉻鐵水放入球形模具澆注，待冷卻后起模，得到所述內支撐芯；
[0061]S3、二次澆注
[0062]將S2中制得的內支撐芯再次放入正多邊形模具中部，向所述模具中澆注SI中制得的高鉻鐵水，得到半成品多面耐磨體；
[0063]S4、熱處理
[0064]分段升溫:將半成品多面耐磨體送入熱處理爐，加熱至350°C，保溫70分鐘；繼續加熱至500°C，保溫70分鐘；繼續加熱至620°C，保溫85分鐘；繼續加熱至800°C，保溫80分鐘；加熱至950°C，保溫90分鐘；加熱至1050°C，保溫95分鐘，得到合金體A ；
[0065]淬火:將經分段升溫得到的合金體A放入96°C的水池中冷卻8分鐘，然后投入回火爐；
[0066]回火:回火爐溫度控制在350°C,回火5小時，出爐空冷,得到多面耐磨體。
[0067]在上述實施例1?3中，多面耐磨體包括采用低鉻鋼材制成的內支撐球體以及采用含鈮高鉻鋼材制成的外包覆層，多面體結構的側棱和頂角經圓角處理，使得平面之間圓滑過渡。正三角形多面體表面積大，接觸平面之間相對移動所產生的剪力更大，對物料的研磨作用更強，并且正三角形多面體之間面面接觸幾率大，減小物料從其間脫離的可能，因此物料可以得到更加充分的研磨，研磨效率更高；同時采用低鉻鋼材作為內支撐芯，保證耐磨體的機械性能的同時，大大降低了耐磨體的成本，而作為主研磨部分的外包覆層采用高鉻鋼材制成，并且這種高鉻鋼材中摻入適量的鈮，大大增強了耐磨體的硬度和韌性，提高耐磨性，延長耐磨體的壽命。
[0068]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種多面耐磨體，其特征在于，包括內支撐芯和包覆在內支撐芯外部的外包覆層，內支撐芯為采用低鉻鋼材制成的球體，外包覆層采用高鉻鋼材制成，所述多面耐磨體為正三角形多面體(平面數< 8)，所述多面耐磨體的側棱和頂角經圓角處理，使得平面之間圓滑過渡連接； 所述多面耐磨體通過下列步驟制成: 51、熔煉 將廢鋼、鈮粉、鑰粉、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得高鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳 1.6 ?1.8%、硅 0.4 ?0.7%、錳 0.3 ?0.6%、鑰 0.6 ?1.0%、鉻 10.0 ?10.5%、鈮0.25?0.6%、硫含量< 0.008%、磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質； 將廢鋼、生鐵、鉻鐵置于中頻感應電爐熔煉，制得低鉻鐵水，其組分按重量百分比包括:碳 1.1 ?0.9%、硅 0.3 ?0.42%、錳 0.4 ?0.55%、鉻 0.9 ?1.4%、硫含量彡 0.008%、磷含量< 0.008%，其余為鐵和不可避免的雜質； 52、澆注 將SI中制備的低鉻鐵水放入球形模具澆注，待冷卻后起模，得到所述內支撐芯； 53、二次澆注 將S2中制得的內支撐芯再次放入正多邊形模具中部，向所述模具中澆注SI中制得的高鉻鐵水，得到半成品多面耐磨體； 54、熱處理 分段升溫:將半成品多面耐磨體送入熱處理爐，加熱至320?350°C，保溫70?75分鐘；繼續加熱至480?500°C，保溫70?75分鐘；繼續加熱至620?650°C，保溫80?85分鐘；繼續加熱至780?800°C，保溫80?85分鐘；加熱至920?950°C，保溫90?95分鐘；加熱至1050?1080°C，保溫90?95分鐘，得到合金體A ; 淬火:將經分段升溫得到的合金體A放入94?96°C的水池中冷卻8?12分鐘，然后投入回火爐； 回火:回火爐溫度控制在260?350°C，回火5?7小時，出爐空冷，得到多面耐磨體。
2.根據權利要求1所述的多面耐磨體，其特征在于，內支撐芯具有粗糙表面。
3.根據權利要求1所述的多面耐磨體，其特征在于，在SI中，制得高鉻鐵水中鉻和鈮的質量比為20-35:1。
4.根據權利要求1所述的多面耐磨體，其特征在于，內支撐芯的外表面至外包覆層的外表面的最小距離大于內支撐芯的半徑。
【文檔編號】B22D19/08GK104275470SQ201410225549
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年5月24日 優先權日:2014年5月24日
【發明者】熊夏鳴 申請人:寧國市南方耐磨材料有限公司