一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，包括如下步驟：用高鋁礬土打結熔煉爐襯后，向感應爐中通入,然后向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鉬鐵，升溫加入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，升溫加入脫氧劑保溫得到襯板基液，加入鈰鐵合金保溫，鑄造，冷卻得到預成型襯板；其中預成型板材的組分按重量百分比包括：碳1-1.8，鉻16-18，稀土元素2.4-2.6，鈣1.3-1.6，錳1.2-1.3，鎢1.3-1.6，硅0.6-0.8，鈦1.5-1.6，硫0.02-0.05，磷0.01-0.03，余量為鐵和不可避免的雜質；然后進行奧氏體化處理，淬火，回火處理，冷卻，出爐得到耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體。
【專利說明】一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝
【技術領域】
[0001] 本發明涉及球磨機用研磨體【技術領域】，尤其涉及一種耐磨高硬度高韌性球磨機用 研磨體的制備工藝。
【背景技術】
[0002] 球磨機研磨體是球磨機設備研磨物料介質，通過球磨機研磨體之間、研磨體與物 料之間，研磨體與襯板之間的碰撞摩擦產生磨削作用，從而將物料的粒徑進一步減小。現有 技術中，研磨體工作對象多為水泥、煤炭、礦石、煤渣等，研磨體在使用時的硬度和耐磨性是 影響球磨整形效果的主要因素之一，在研磨過程中研磨體與磨料、研磨體與磨段之間發生 的沖撞不可避免，因此，還要求研磨體有一定的韌性，避免破裂，這就對研磨體的成分提出 高等級的要求。
【發明內容】
[0003] 本發明提出了一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，成本低，制品 耐磨性能優異，硬度高，韌性好，沖擊韌度及抗拉強度也較優異。
[0004] 本發明提出的一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，包括如下步 驟：
[0005] S1、用高鋁礬土打結熔煉爐襯后，向感應爐中通入氬氣使感應爐中氧含量小于 2%，氬氣流速為20-35L/min，然后向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鑰鐵，以50-80°C /h 的速度升溫至1300-1450°C，繼續加入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，以 5-10°C /h的速度升溫至1500-1530,然后向熔煉爐中加入脫氧劑并保溫35-40min得到襯板 基液，保溫過程中抽真空維持負壓為〇. 3-0. 5kPa，將得到的襯板基液中加入鈰鐵合金保溫 15-35min，然后澆入鑄型型腔中進行鑄造，冷卻得到預成型襯板；
[0006] 其中預成型板材的組分按重量百分比包括：碳1-1. 8%，鉻16-18%，稀土元素 2. 4-2. 6 %，鈣 1. 3-1. 6 %，錳 1. 2-1. 3 %，鎢 1. 3-1. 6 %，硅 0· 6-0. 8 %，鈦 1. 5-1. 6 %，硫 0. 02-0. 05%，磷0. 01-0. 03%，余量為鐵和不可避免的雜質；
[0007] S2、將加熱爐溫度預熱至200-25(TC，然后放入預成型襯板進行奧氏體化處理，首 先以20-40°C /小時的升溫速度將襯板鑄件加熱到650-700°C，保溫4-5小時，然后繼續升 溫至950-1000°C，升溫過程遵循正切變化規律，保溫3-4. 5小時。
[0008] S3、將S2得到的產物從加熱爐中取出放入淬火油介質中淬火，淬火油的溫度為 150-180〇C ；
[0009] S4、將S3得到的產物加熱到250-300°C，保溫4-5小時進行回火處理，繼續加熱到 220-245°C，保溫1-3小時進行回火處理，經冷卻，出爐得到耐磨高硬度高韌性球磨機用研 磨體。
[0010] 優選地，在S1中，向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鑰鐵，以65°C /h的速度升溫至 1420°C，繼續加入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，以8°C /h的速度升溫至 1520,然后向熔煉爐中加入脫氧劑并保溫38min得到襯板基液，保溫過程中抽真空維持負 壓為0. 3kPa，將得到的襯板基液中加入鈰鐵合金保溫30min。
[0011] 優選地，在S1中，預成型板材由以下組分組成：碳1.5%，鉻17. 5%，稀土元素 2. 5%，鈣 L 52%，錳 L 24%，鎢 L 4%，硅 0· 75%，鈦 L 53%，硫 0· 045%，磷0· 02%，余量為 鐵和不可避免的雜質。
[0012] 優選地，在S2中，將加熱爐溫度預熱至230°C，然后放入預成型襯板進行奧氏體化 處理，首先以35°C /小時的升溫速度將襯板鑄件加熱到680°C，保溫4. 5小時，然后繼續升 溫至980°C，升溫過程遵循正切變化規律，保溫4小時。
[0013] 優選地，在S3中，淬火油的溫度為160_165°C。
[0014] 優選地，在S3中，將S3得到的產物加熱到280-295°C，保溫4-5小時進行回火處 理，繼續加熱到230-235?，保溫1-3小時進行回火處理，經冷卻，出爐得到耐磨高硬度高韌 性球磨機用研磨體。
[0015] 本發明中，通過在中碳鋼中添加以錳、鉻、硅為主的合金元素和少量的鑰、硼、鈮、 合金元素，對中碳鋼進行復合強化處理，改善了中碳鋼的組織和淬透性，同時采用合理的鑄 造方法，通過熔煉工藝過程和熱處理工藝過程來充分發揮錳、鉻、硅、鑰、硼、鈮、合金元素的 作用，通過合理控制預成型板材中各組分的含量處于一定的范圍內，提高了研磨體的韌性 和耐磨性能，達到了大型球磨機用研磨體所需的綜合性能，制得的研磨體成品的質量好，使 用壽命顯著延長。通過加入價格廉價的硅、錳為主要合金元素，鉻的添加量控制在一定的范 圍內，因此生產成本低，而且鑄造方法簡單，制得的研磨體成品的價格與高錳鋼相當，本發 明具有顯著的經濟效益和社會效益。鈰鐵稀土合金變質處理和熱處理可產網狀碳化物分割 成塊狀，減弱碳化物對基體的分割作用，使基體的連續性得到改善，產品沖擊韌性增高，且 具有良好的耐磨性能，且塊狀碳化物對應力集中緩沖作用比連續網狀碳化物大，因為對磨 料反復沖擊產生的疲勞裂紋的萌生及擴展阻力相對大些，減少研磨體剝落現象，且對研磨 體的磨損也起著保護作用，耐磨性能優異。送入淬火液中急劇降溫和回火工藝，研磨體的韌 性好，硬度及耐磨性能大幅提高，制品強度大大增加，并可顯著降低球磨機內研磨體與磨球 之間的摩擦損耗，上述制品耐磨性能優異，硬度高，韌性好，沖擊韌度及抗拉強度也較優異。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1
[0017] 一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，包括如下步驟：
[0018] S1、用高鋁礬土打結熔煉爐襯后，向感應爐中通入氬氣使感應爐中氧含量小于 2%，氬氣流速為30L/min，然后向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鑰鐵，以65°C /h的速度升 溫至1420°C，繼續加入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，以8°C /h的速度升溫 至1520,然后向熔煉爐中加入脫氧劑并保溫38min得到襯板基液，保溫過程中抽真空維持 負壓為0. 3kPa，將得到的襯板基液中加入鈰鐵合金保溫30min，然后澆入鑄型型腔中進行 鑄造，冷卻得到預成型襯板，然后澆入鑄型型腔中進行鑄造，冷卻得到預成型襯板；
[0019] 其中預成型板材由以下組分組成：碳1. 5 %，鉻17. 5 %，稀土元素2. 5 %，鈣 1. 52%，錳 1. 24%，鎢 1. 4%，硅 0. 75%，鈦 1. 53%，硫 0. 045%，磷 0. 02%，余量為鐵和不可 避免的雜質；
[0020] S2、將加熱爐溫度預熱至230°C，然后放入預成型襯板進行奧氏體化處理，首先以 35°C /小時的升溫速度將襯板鑄件加熱到680°C，保溫4. 5小時，然后繼續升溫至980°C，升 溫過程遵循正切變化規律，保溫4小時。
[0021] S3、將S2得到的產物從加熱爐中取出放入淬火油介質中淬火，淬火油的溫度為 162。。；
[0022] S4、將S3得到的產物加熱到285 °C，保溫4. 5小時進行回火處理，繼續加熱到 232°C，保溫1. 5小時進行回火處理，經冷卻，出爐得到耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體。
[0023] 實施例2
[0024] -種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，包括如下步驟：
[0025] S1、用高鋁礬土打結熔煉爐襯后，向感應爐中通入氬氣使感應爐中氧含量小于 2%，氬氣流速為20L/min，然后向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鑰鐵，以80°C /h的速度升溫 至1300°C，繼續加入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，以10°C /h的速度升溫 至1500,然后向熔煉爐中加入脫氧劑并保溫35-40min得到襯板基液，保溫過程中抽真空維 持負壓為〇. 5kPa，將得到的襯板基液中加入鈰鐵合金保溫15min，然后澆入鑄型型腔中進 行鑄造，冷卻得到預成型襯板；
[0026] 其中預成型板材的組分按重量百分比包括：碳1. 8%，鉻16%，稀土元素2. 6%，鈣 1. 3 %，錳1. 3 %，鎢1. 3 %，硅0· 8 %，鈦1. 5 %，硫0· 05 %，磷0· 01 %，余量為鐵和不可避免 的雜質；
[0027] S2、將加熱爐溫度預熱至250°C，然后放入預成型襯板進行奧氏體化處理，首先以 20°C /小時的升溫速度將襯板鑄件加熱到700°C，保溫4小時，然后繼續升溫至1000°C，升 溫過程遵循正切變化規律，保溫3小時。
[0028] S3、將S2得到的產物從加熱爐中取出放入淬火油介質中淬火，淬火油的溫度為 180。。；
[0029] S4、將S3得到的產物加熱到250°C，保溫5小時進行回火處理，繼續加熱到220°C， 保溫3小時進行回火處理，經冷卻，出爐得到耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體。
[0030] 實施例3
[0031] 一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，包括如下步驟：
[0032] S1、用高鋁礬土打結熔煉爐襯后，向感應爐中通入氬氣使感應爐中氧含量小于 2%，氬氣流速為35L/min，然后向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鑰鐵，以50°C /h的速度升 溫至1450°C，繼續加入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，以5°C /h的速度升溫 至1530,然后向熔煉爐中加入脫氧劑并保溫35min得到襯板基液，保溫過程中抽真空維持 負壓為0. 5kPa，將得到的襯板基液中加入鈰鐵合金保溫15min，然后澆入鑄型型腔中進行 鑄造，冷卻得到預成型襯板；
[0033] 其中預成型板材的組分按重量百分比包括：碳1. 8%，鉻16%，稀土元素2. 6%，鈣 1. 3 %，錳1. 3 %，鎢1. 3 %，硅0· 8 %，鈦1. 5 %，硫0· 05 %，磷0· 01 %，余量為鐵和不可避免 的雜質；
[0034] S2、將加熱爐溫度預熱至250°C，然后放入預成型襯板進行奧氏體化處理，首先以 20°C /小時的升溫速度將襯板鑄件加熱到700°C，保溫4小時，然后繼續升溫至1000°C，升 溫過程遵循正切變化規律，保溫3小時。
【權利要求】
1. 一種耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟： 51、 用高鋁礬土打結熔煉爐襯后，向感應爐中通入氬氣使感應爐中氧含量小于2%，氬 氣流速為20-35L/min，然后向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鑰鐵，以50-80°C /h的速度升溫 至1300-1450°C，繼續加入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，以5-10°C /h的速 度升溫至1500-1530,然后向熔煉爐中加入脫氧劑并保溫35-40min得到襯板基液，保溫過 程中抽真空維持負壓為0. 3-0. 5kPa，將得到的襯板基液中加入鈰鐵合金保溫15-35min，然 后澆入鑄型型腔中進行鑄造，冷卻得到預成型襯板； 其中預成型板材的組分按重量百分比包括：碳1-1. 8%，鉻16-18%，稀土元素 2. 4-2. 6 %，鈣 1. 3-1. 6 %，錳 1. 2-1. 3 %，鎢 1. 3-1. 6 %，硅 0· 6-0. 8 %，鈦 1. 5-1. 6 %，硫 0. 02-0. 05%，磷0. 01-0. 03%，余量為鐵和不可避免的雜質； 52、 將加熱爐溫度預熱至200-250°C，然后放入預成型襯板進行奧氏體化處理，首先以 20-40°C /小時的升溫速度將襯板鑄件加熱到650-700°C，保溫4-5小時，然后繼續升溫至 950-1000°C，升溫過程遵循正切變化規律，保溫3-4. 5小時。 53、 將S2得到的產物從加熱爐中取出放入淬火油介質中淬火，淬火油的溫度為 150-180〇C ； 54、 將S3得到的產物加熱到250-300°C，保溫4-5小時進行回火處理，繼續加熱到 220-245°C，保溫1-3小時進行回火處理，經冷卻，出爐得到耐磨高硬度高韌性球磨機用研 磨體。
2. 根據權利要求1所述的耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，其特征在 于，在S1中，向熔煉爐中加入生鐵、中碳鋼及鑰鐵，以65°C /h的速度升溫至1420°C，繼續加 入烘干處理的電解錳、鉻鐵、硅鐵、硼鐵及鈮鐵后，以8°C /h的速度升溫至1520,然后向熔煉 爐中加入脫氧劑并保溫38min得到襯板基液，保溫過程中抽真空維持負壓為0. 3kPa，將得 到的襯板基液中加入鋪鐵合金保溫30min。
3. 根據權利要求1或2所述的耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，其特 征在于，在S1中，預成型板材由以下組分組成：碳1. 5%，鉻17. 5%，稀土元素2. 5%，鈣 1. 52%，錳 1. 24%，鎢 1. 4%，硅 0. 75%，鈦 1. 53%，硫 0. 045%，磷 0. 02%，余量為鐵和不可 避免的雜質。
4. 根據權利要求1-3任一項所述的耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，其 特征在于，在S2中，將加熱爐溫度預熱至230°C，然后放入預成型襯板進行奧氏體化處理， 首先以35°C /小時的升溫速度將襯板鑄件加熱到680°C，保溫4. 5小時，然后繼續升溫至 980°C，升溫過程遵循正切變化規律，保溫4小時。
5. 根據權利要求1-4任一項所述的耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，其 特征在于，在S3中，淬火油的溫度為160-165°C。
6. 根據權利要求1-5任一項所述的耐磨高硬度高韌性球磨機用研磨體的制備工藝，其 特征在于，在S3中，將S3得到的產物加熱到280-295°C，保溫4-5小時進行回火處理，繼續 加熱到230-235°C，保溫1-3小時進行回火處理，經冷卻，出爐得到耐磨高硬度高韌性球磨 機用研磨體。
【文檔編號】C21D1/18GK104087875SQ201410374432
【公開日】2014年10月8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