一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其組分按重量百分比包括：碳2.4-2.8％，鉻6-8％，硅0.6-1.0％，錳0.4-0.9％，銅0.5-1％，鉬0.3-0.55％，鈦0.3-0.5％，釩0.2-0.3％，釔基重稀土0.1-0.3％，硫≤0.04％，磷≤0.04％，其余為鐵和其它少量的不可避免的雜質。本發明中，合理控制碳鉻的含量，碳量決定共晶碳化物數量，鉻量決定共晶碳化物類型，碳和鉻是決定高鉻合金鑄鐵基體組織、碳化物結構及性能的主要元素，通過合理控制熔煉工藝，可有效清除鐵也中的氧化物、硫化物、硫氧化物、有害氣體及高中非金屬雜質，本發明襯板的耐磨性能好，強度及沖擊韌性高，抗疲勞性能優異。
【專利說明】一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板
【技術領域】
[0001] 本發明涉及耐磨襯板【技術領域】，尤其涉及一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯 板。
【背景技術】
[0002] 滾筒式球磨機廣泛應用在金屬礦山、水泥、電力系統等行業。我國直徑在五米左右 以上的球磨機襯板，目前仍沿用高錳鋼制造。高錳鋼作為球磨機襯板，其工況條件不能使其 充分發揮加工硬化的性能，同時高錳鋼沖擊韌性低，襯板在使用過程中表面易產生塑性變 形，使襯板之間發生咬合，甚至整體變形，將緊固螺栓拉斷，造成維修拆卸非常困難。如何制 備一種硬度高，沖擊韌性高，抗疲勞性能優異，且耐磨性能優異的球磨機用襯板成為目前需 要解決的技術問題。
【發明內容】
[0003] 本發明提出了一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，本發明耐磨性能好，強度 及沖擊韌性高，抗疲勞性能優異。
[0004] 本發明提出的一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其組分按重量百分比包 括：碳 2. 4-2. 8%，鉻 6-8%，硅 0· 6-1. 0%，錳 0· 4-0. 9%，銅 0· 5-1 %，鑰 0· 3-0. 55%，鈦 0. 3-0. 5 %，釩 0. 2-0. 3 %，釔基重稀土 0. 1-0. 3 %，硫< 0. 04 %，磷< 0. 04 %，其余為鐵和其 它少量的不可避免的雜質；
[0005] 在制備過程中，采用如下步驟制得所述球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板：
[0006] S1、首先將高碳鉻鐵在中頻感應電爐中熔化，繼續升溫至1450-1480°c，依次加 入廢鋼、錳鐵、鈮鐵、鑰鐵、釩鐵、稀土合金至形成熔融體；然后加入鈦鐵、釩鐵，待溫度升至 1520-1535°C，清除浮渣，然后加入硼鐵，攪拌均勻后，加入釔基重金屬，攪拌均勻，除渣，靜 置5-7min后用澆鑄裝置將得到的物料澆注到模具中，保溫，清除鑄件上的余砂，修磨，冷卻 成型，其中，高碳鉻鐵的粒度為50-70mm，錳鐵的粒度為20-35mm，硼鐵、鈦鐵、釩鐵及鈮鐵的 粒度均不高于8mm ;
[0007] S2、將冷卻成型后的產物裝入臺車式箱式電爐進行熱處理，首先由常溫升至 400-430°C，保溫 l_2h，升溫至 450-480°C，保溫 0· 5-lh，升溫至 500-540°C，保溫 1-1. 5h，力口 熱至 620-650°C，保溫 0· 5-lh，加熱至 660-680°C，保溫 l_2h，加熱至 700-720°C，保溫 0· 5-1 時，迅速淬入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為6-20min，冷卻到室溫得到預處理襯板；
[0008] S3、將得到預處理襯板裝進臺車式箱式電爐里加熱到300-350°C保溫l_2h，再加 熱到600-700°C保溫2-3h，再加熱到930-990°C保溫2-3h，之后進行空淬至室溫，然后裝進 箱式電爐里加熱到420-480°C保溫4-6h，空冷；
[0009] S4、回火至300-500°C，升溫速度為20-30°C /h，油淬至室溫得到球磨機用高韌性 高硬度抗疲勞襯板。
[0010] 優選地，其組分按重量百分比包括：碳2. 7-2. 8 %，鉻6. 5-7 %，硅0. 8-0. 9 %，錳 0· 5-0. 7 %，銅 0· 8-0. 9 %，鑰 0· 45-0. 5 %，鈦 0· 35-0. 42 %，釩 0· 25-0. 28 %，釔基重稀土 0. 15-0. 2%，硫< 0. 04%，磷< 0. 04%，其余為鐵和其它少量的不可避免的雜質。
[0011] 優選地，在S2中，將冷卻成型后的產物裝入臺車式箱式電爐進行熱處理，首先由 常溫升至420-425°C，保溫l_2h，升溫至470-485°C，保溫0. 5-lh，升溫至510-520°C，保溫 1-1. 5h，加熱至 630-640°C，保溫 0· 5-lh，加熱至 670-675°C，保溫 l_2h，加熱至 710-715°C， 保溫0. 5-1時，迅速淬入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為15-18min，冷卻到室溫得到預 處理襯板。
[0012] 優選地，在S3中，將得到預處理襯板裝進臺車式箱式電爐里加熱到320-330°C保 溫l-2h，再加熱到650-680°C保溫2-3h，再加熱到950-970°C保溫2-3h，之后進行空淬至室 溫，然后裝進箱式電爐里加熱到450-460°C保溫4-6h，空冷。
[0013] 優選地，在S4中，回火至400-450°C，升溫速度為25-28°C /h，油淬至室溫得到球磨 機用高韌性高硬度抗疲勞襯板。
[0014] 本發明中，合理控制碳鉻的含量，碳量決定共晶碳化物數量，鉻量決定共晶碳化物 類型，碳和鉻是決定高鉻合金鑄鐵基體組織、碳化物結構及性能的主要元素，鈦可與鐵液中 的氮形成高熔點的氮化鈦，起到外晶作用，鈦也是強碳化物形成元素，形成極穩定的碳化 鈦，可阻止奧氏體晶粒長大，通過采用釔基重金屬進行變質處理，細化奧氏體經理，進一步 細化相變后的組織，使碳化物由粗大的、互相交錯的桿簇狀，變成彼此獨立分布均勻的細 桿，細化共晶碳化物，減少對產品的割裂作用，增強抗疲勞性能，提高產品強度、韌性及耐磨 性能；獲得細晶與硅、錳、銅、鑰、鎳、釩及釔基重稀土配合作用，并控制磷、硫含量低于一定 的數值，可大大改善制品沖擊韌性，通過控制原料高碳鉻鐵、錳鐵、硼鐵、鈦鐵、釩鐵及鈮鐵 的粒度處于一定的范圍內，可增強物料混合的均勻化，并可有效防止氣體帶入基液，通過合 理控制熔煉工藝，可有效清除鐵也中的氧化物、硫化物、硫氧化物、有害氣體及高中非金屬 雜質，本發明耐磨性能好，強度及沖擊韌性高，抗疲勞性能優異。
【具體實施方式】
[0015] 實施例1
[0016] 本發明提出的一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其組分按重量百分比包 括：碳 2. 65%，鉻 7. 2%，硅 0· 85%，錳 0· 7%，銅 0· 9%，鑰 0· 52%，鈦 0· 45%，釩 0· 2%，釔 基重稀土 0. 2%，硫< 0. 04%，磷< 0. 04%，其余為鐵和其它少量的不可避免的雜質；
[0017] 在制備過程中，采用如下步驟制得所述球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板：
[0018] S1、首先將高碳鉻鐵在中頻感應電爐中熔化，繼續升溫至1470°C，依次加入廢鋼、 錳鐵、鈮鐵、鑰鐵、釩鐵、稀土合金至形成熔融體；然后加入鈦鐵、釩鐵，待溫度升至1530°C， 清除浮渣，然后加入硼鐵，攪拌均勻后，加入釔基重金屬，攪拌均勻，除渣，靜置6min后用澆 鑄裝置將得到的物料澆注到模具中，保溫，清除鑄件上的余砂，修磨，冷卻成型，其中，高碳 鉻鐵的粒度為65-68mm，錳鐵的粒度為25-30mm，硼鐵、鈦鐵、釩鐵及鈮鐵的粒度均不高于 8mm ；
[0019] S2、將冷卻成型后的產物裝入臺車式箱式電爐進行熱處理，首先由常溫升至 421°C，保溫1. 5h，升溫至480°C，保溫lh，升溫至515°C，保溫1. 2h，加熱至634°C，保溫lh， 加熱至672°C，保溫1. 5h，加熱至713°C，保溫0. 5時，迅速淬入淬火油池進行淬火處理，淬火 時間為17min，冷卻到室溫得到預處理襯板；
[0020] S3、將得到預處理襯板裝進臺車式箱式電爐里加熱到325°C保溫1. 5h，再加熱到 670°C保溫2. 5h，再加熱到965°C保溫2. 5h，之后進行空淬至室溫，然后裝進箱式電爐里加 熱到455°C保溫5h，空冷；
[0021] S4、回火至425°C，升溫速度為27°C /h，油淬至室溫得到球磨機用高韌性高硬度抗 疲勞襯板。
[0022] 實施例2
[0023] 本發明提出的一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其組分按重量百分比包 括：碳 2. 4%，鉻 8%，硅(λ 6%，錳(λ 9%，銅(λ 5%，鑰(λ 55%，鈦(λ 3%，釩(λ 3%，釔基重稀 土 0. 1 %，硫< 0. 04%，磷< 0. 04%，其余為鐵和其它少量的不可避免的雜質；
[0024] 在制備過程中，采用如下步驟制得所述球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板：
[0025] S1、首先將高碳鉻鐵在中頻感應電爐中熔化，繼續升溫至1480°C，依次加入廢鋼、 錳鐵、鈮鐵、鑰鐵、釩鐵、稀土合金至形成熔融體；然后加入鈦鐵、釩鐵，待溫度升至1520°C， 清除浮渣，然后加入硼鐵，攪拌均勻后，加入釔基重金屬，攪拌均勻，除渣，靜置7min后用澆 鑄裝置將得到的物料澆注到模具中，保溫，清除鑄件上的余砂，修磨，冷卻成型，其中，高碳 鉻鐵的粒度為50-70mm，錳鐵的粒度為20-35mm，硼鐵、鈦鐵、釩鐵及鈮鐵的粒度均不高于 8mm ；
[0026] S2、將冷卻成型后的產物裝入臺車式箱式電爐進行熱處理，首先由常溫升至 400°C，保溫2h，升溫至450°C，保溫lh，升溫至500°C，保溫1. 5h，加熱至620°C，保溫lh，力口 熱至660°C，保溫2h，加熱至700°C，保溫1時，迅速淬入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為 6min，冷卻到室溫得到預處理襯板；
[0027] S3、將得到預處理襯板裝進臺車式箱式電爐里加熱到350°C保溫lh，再加熱到 700°C保溫2h，再加熱到990°C保溫2h，之后進行空淬至室溫，然后裝進箱式電爐里加熱到 480°C保溫4h，空冷；
[0028] S4、回火至500°C，升溫速度為20°C /h，油淬至室溫得到球磨機用高韌性高硬度抗 疲勞襯板。
[0029] 實施例3
[0030] 本發明提出的一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其組分按重量百分比包 括：碳2. 8 %，鉻6 %，硅1. 0 %，錳0. 4%，銅1 %，鑰0. 3 %，鈦0. 5 %，釩0. 2 %，釔基重稀土 0. 3%，硫< 0. 04%，磷< 0. 04%，其余為鐵和其它少量的不可避免的雜質；
[0031] 在制備過程中，采用如下步驟制得所述球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板：
[0032] S1、首先將高碳鉻鐵在中頻感應電爐中熔化，繼續升溫至1450°C，依次加入廢鋼、 錳鐵、鈮鐵、鑰鐵、釩鐵、稀土合金至形成熔融體；然后加入鈦鐵、釩鐵，待溫度升至1535°C， 清除浮渣，然后加入硼鐵，攪拌均勻后，加入釔基重金屬，攪拌均勻，除渣，靜置5min后用澆 鑄裝置將得到的物料澆注到模具中，保溫，清除鑄件上的余砂，修磨，冷卻成型，其中，高碳 鉻鐵的粒度為50-70mm，錳鐵的粒度為20-35mm，硼鐵、鈦鐵、釩鐵及鈮鐵的粒度均不高于 8mm ；
[0033] S2、將冷卻成型后的產物裝入臺車式箱式電爐進行熱處理，首先由常溫升至 430°C，保溫lh，升溫至480°C，保溫0. 5h，升溫至540°C，保溫lh，加熱至650°C，保溫0. 5h，
【權利要求】
1. 一種球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其特征在于，其組分按重量百分比包 括：碳 2. 4-2. 8%，鉻 6-8%，硅 0· 6-1. 0%，錳 0· 4-0. 9%，銅 0· 5-1%，鑰 0· 3-0. 55%，鈦 0. 3-0. 5 %，釩 0. 2-0. 3 %，釔基重稀土 0. 1-0. 3 %，硫< 0. 04 %，磷< 0. 04 %，其余為鐵和其 它少量的不可避免的雜質； 在制備過程中，采用如下步驟制得所述球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板： 51、 首先將高碳鉻鐵在中頻感應電爐中熔化，繼續升溫至1450-1480°C，依次加入 廢鋼、錳鐵、鈮鐵、鑰鐵、釩鐵、稀土合金至形成熔融體；然后加入鈦鐵、釩鐵，待溫度升至 1520-1535°C，清除浮渣，然后加入硼鐵，攪拌均勻后，加入釔基重金屬，攪拌均勻，除渣，靜 置5-7min后用澆鑄裝置將得到的物料澆注到模具中，保溫，清除鑄件上的余砂，修磨，冷卻 成型，其中，高碳鉻鐵的粒度為50-70mm，錳鐵的粒度為20-35mm，硼鐵、鈦鐵、釩鐵及鈮鐵的 粒度均不高于8mm ; 52、 將冷卻成型后的產物裝入臺車式箱式電爐進行熱處理，首先由常溫升至 400-430°C，保溫 l_2h，升溫至 450-480°C，保溫 0· 5-lh，升溫至 500-540°C，保溫 1-1. 5h，力口 熱至 620-650°C，保溫 0· 5-lh，加熱至 660-680°C，保溫 l_2h，加熱至 700-720°C，保溫 0· 5-1 時，迅速淬入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為6-20min，冷卻到室溫得到預處理襯板； 53、 將得到預處理襯板裝進臺車式箱式電爐里加熱到300-350°C保溫l_2h，再加熱到 600-70(TC保溫2-3h，再加熱到930-990°C保溫2-3h，之后進行空淬至室溫，然后裝進箱式 電爐里加熱到420-480°C保溫4-6h，空冷； 54、 回火至300-500°C，升溫速度為20-30°C /h，油淬至室溫得到球磨機用高韌性高硬 度抗疲勞襯板。
2. 根據權利要求1所述的球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其特征在于，其組分按 重量百分比包括：碳 2. 7-2. 8 %，鉻 6. 5-7 %，硅 0· 8-0. 9 %，錳 0· 5-0. 7 %，銅 0· 8-0. 9 %， 鑰 0· 45-0. 5 %，鈦 0· 35-0. 42 %，釩 0· 25-0. 28 %，釔基重稀土 0· 15-0. 2 %，硫< 04 %，磷 < 0. 04%，其余為鐵和其它少量的不可避免的雜質。
3. 根據權利要求1或2所述的球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其特征在于，在 S2中，將冷卻成型后的產物裝入臺車式箱式電爐進行熱處理，首先由常溫升至420-425°C， 保溫l-2h，升溫至470-485 °C，保溫0. 5-lh，升溫至510-520 °C，保溫1-1. 5h，加熱至 630-640°C，保溫 0· 5-lh，加熱至 670-675°C，保溫 l_2h，加熱至 710-715°C，保溫 0· 5-1 時， 迅速淬入淬火油池進行淬火處理，淬火時間為15-18min，冷卻到室溫得到預處理襯板。
4. 根據權利要求1-3任一項所述的球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其特征在于， 在S3中，將得到預處理襯板裝進臺車式箱式電爐里加熱到320-330°C保溫l_2h，再加熱到 650-680°C保溫2-3h，再加熱到950-970°C保溫2-3h，之后進行空淬至室溫，然后裝進箱式 電爐里加熱到450-460°C保溫4-6h，空冷。
5. 根據權利要求1-4任一項所述的球磨機用高韌性高硬度抗疲勞襯板，其特征在于， 在S4中，回火至400-450°C，升溫速度為25-28°C /h，油淬至室溫得到球磨機用高韌性高硬 度抗疲勞襯板。
【文檔編號】C22C37/10GK104120331SQ201410374366
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】金太軍 申請人:寧國市鑫煌礦冶配件制造有限公司