一种中锰高硬度高韧性的耐磨球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中锰高硬度高韧性的耐磨球，其各组分的重量百分数如下：C：3.3‑3.7％，Mn：5.5‑6.5％，S＜0.04％，P＜0.1％，Si：3.6‑4.6％，Cr：14.83‑16.83％，Mo：0.012‑0.018％，V：0.05‑0.09％，W：0.01‑0.02％，Ti：0.02‑0.06％，Bi：0.01‑0.03％，稀土：0.02‑0.045％，Mg：0.04‑0.055％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术还提出上述一种中锰高硬度高韧性的耐磨球的制备方法。本发明专利技术制备得到的中锰耐磨球通过对组分进行合理选择，提升了耐磨球的耐磨性能和耐腐蚀性能，延长了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种中锰高硬度高韧性的耐磨球及其制备方法
本专利技术涉及耐磨球领域，尤其涉及一种中锰高硬度高韧性的耐磨球及其制备方法。
技术介绍
球磨机是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。耐磨球是球磨机设备研磨物料介质，通过耐磨球之间、耐磨球与物料之间的碰撞摩擦产生磨剥作用，是重要的基础零部件，其广泛用于矿山、水泥厂和发电厂的生产工艺过程中。现有技术中，耐磨球还无法完全满足性能需求，如何改善提高耐磨球的耐磨性能、硬度、韧性和使用寿命是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种中锰高硬度高韧性的耐磨球及其制备方法。通过对中锰耐磨钢球的组分进行合理选择，赋予本专利技术耐磨球优异的硬度和韧性，使用寿命得到有效提高。本专利技术提出的一种中锰高硬度高韧性的耐磨球，其各组分的重量百分数如下：C：3.3-3.7％，Mn：5.5-6.5％，S＜0.04％，P＜0.1％，Si：3.6-4.6％，Cr：14.83-16.83％，Mo：0.012-0.018％，V：0.05-0.09％，W：0.01-0.02％，Ti：0.02-0.06％，Bi：0.01-0.03％，稀土：0.02-0.045％，Mg：0.04-0.055％，其余为Fe和不可避免的杂质。优选地，Si含量与Mn含量之比Si/Mn以重量比计，满足0.55＜Si/Mn＜0.84。优选地，Mn、Si及Cr的合计含量(Mn+Si+Cr)与C的含量之比(Mn+Si+Cr)/C以重量比计，满足6.47＜(Mn+Si+Cr)/C＜8.46。优选地，Mn和Si的合计含量(Mn+Si)与C含量之比(Mn+Si)/C以重量比计，满足2..46＜(Mn+Si)/C＜3.36。优选地，其各组分的重量百分数如下：C：3.4-3.6％，Mn：5.8-6.2％，S＜0.03％，P＜0.05％，Si：3.8-4.4％，Cr：14.93-16.73％，Mo：0.013-0.017％，V：0.06-0.08％，W：0.012-0.018％，Ti：0.03-0.05％，Bi：0.015-0.025％，稀土：0.025-0.040％，Mg：0.045-0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质。优选地，其各组分的重量百分数如下：C：3.5％，Mn：6.0％，S:0.01％，P:0.1％，Si：4.1％，Cr：15.83％，Mo：0.015％，V：0.07％，W：0.015％，Ti：0.04％，Bi：0.02％，稀土：0.0325％，Mg：0.0475％，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术的一种中锰高硬度高韧性的耐磨球的制备方法，包括如下步骤：S1、将铁块、碳粉、锰块、硫粉、磷粉、硅粉、铬锭、钼锭、钒锭、钨块、钛粉、铋锭和镁块进行熔炼，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理；S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：3.3-3.7％，Mn：5.5-6.5％，S＜0.04％，P＜0.1％，Si：3.6-4.6％，Cr：14.83-16.83％，Mo：0.012-0.018％，V：0.05-0.09％，W：0.01-0.02％，Ti：0.02-0.06％，Bi：0.01-0.03％，稀土：0.02-0.045％，Mg：0.04-0.055％，其余为Fe和不可避免的杂质；S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，然后将铸件冷却至800-900℃，保温1-3h，接着以20-30℃/min的冷却速度降温至室温得中锰高硬度高韧性的耐磨球。优选地，S1中，熔炼的温度为1400-1420℃。优选地，S1中，球化处理的温度为1450-1550℃。本专利技术通过对中锰高硬度高韧性的耐磨球的组分进行合理选择，并控制P、S两种杂质的含量，同时当钢球中含铬量达到一定比例时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢球表面形成一层很薄的氧化膜(自钝化膜)，可阻止钢球的基体进一步腐蚀，提升了耐磨球的耐磨性能和耐腐蚀性能，延长了使用寿命；控制硅和锰的配比，锰是使Y相区扩大的合金元素，它可使钢的淬透性增加，使Ms点降低，促进奥氏体晶粒长大，硅是使Y相区封闭的合金元素，它可使钢的淬透性略有提高，使钢的屈服强度有所提高。钢中同时加入硅和锰两种合金元素，可以发挥各自的优点，减弱二者的缺点。通过添加锰、硅和铬元素，通过控制锰、硅和铬元素的合计含量与碳含量得配比，使得锰、硅和铬合金合计含量在碳含量得基础上保持在一定范围内，赋予了本专利技术耐磨球优异的硬度和韧性，通过控制锰和硅元素的合计含量与碳含量的配比，使得硅和锰的合计含量在碳含量得基础上，保持在一定范围内，赋予本专利技术耐磨球优异的硬度和韧性。本专利技术的中锰耐磨球硬度高，韧性好，使用寿命长。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本专利技术，而不是用于对本专利技术进行限定，任何在本专利技术基础上所做的修改、等同替换等均在本专利技术的保护范围内。实施例1本专利技术提出的一种中锰高硬度高韧性的耐磨球，其各组分的重量百分数如下：C：3.5％，Mn：6.0％，S:0.01％，P:0.1％，Si：4.1％，Cr：15.83％，Mo：0.015％，V：0.07％，W：0.015％，Ti：0.04％，Bi：0.02％，稀土：0.0325％，Mg：0.0475％，其余为Fe和不可避免的杂质。实施例2本专利技术的一种中锰高硬度高韧性的耐磨球的制备方法，包括如下步骤：S1、将铁块、碳粉、锰块、硫粉、磷粉、硅粉、铬锭、钼锭、钒锭、钨块、钛粉、铋锭和镁块进行熔炼，熔炼的温度为1400℃，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理，其中球化处理的温度为1550℃；S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：3.3％，Mn：6.5％，S：0.03％，P:0.05％，Si：3.6％，Cr：16.83％，Mo：0.0128％，V：0.09％，W：0.01％，Ti：0.06％，Bi：0.01％，稀土：0.045％，Mg：0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质；S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，然后将铸件冷却至800℃，保温3h，接着以20℃/min的冷却速度降温至室温得中锰高硬度高韧性的耐磨球。实施例3本专利技术的一种中锰高硬度高韧性的耐磨球的制备方法，包括如下步骤：S1、将铁块、碳粉、锰块、硫粉、磷粉、硅粉、铬锭、钼锭、钒锭、钨块、钛粉、铋锭和镁块进行熔炼，熔炼的温度为1420℃，得到合金液，然后加入稀土进行球化处理，其中球化处理的温度为1450℃；S2、向S1中经过球化处理的合金液进行精炼脱硫、脱氧，进行检测，合金液按重量百分比包括如下组分：C：3.7％，Mn：5.5％，S：0.03％，P:0.05％，Si：4.6％，Cr：14.83％，Mo：0.018％，V：0.05％，W：0.02％，Ti：0.02％，Bi：0.03％，稀土：0.02％，Mg：0.055％，其余为Fe和不可避免的杂质；S3、将S2中得到合金液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，然后将铸件冷却至800℃，保温3h，接着以20℃/min的冷却速度降温至室温得中锰高硬度高韧性的耐磨球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中锰高硬度高韧性的耐磨球，其特征在于，其各组分的重量百分数如下：C：3.3‑3.7％，Mn：5.5‑6.5％，S＜0.04％，P＜0.1％，S i：3.6‑4.6％，Cr：14.83‑16.83％，Mo：0.012‑0.018％，V：0.05‑0.09％，W：0.01‑0.02％，T i：0.02‑0.06％，Bi：0.01‑0.03％，稀土：0.02‑0.045％，Mg：0.04‑0.055％，其余为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种中锰高硬度高韧性的耐磨球，其特征在于，其各组分的重量百分数如下：C：3.3-3.7％，Mn：5.5-6.5％，S＜0.04％，P＜0.1％，Si：3.6-4.6％，Cr：14.83-16.83％，Mo：0.012-0.018％，V：0.05-0.09％，W：0.01-0.02％，Ti：0.02-0.06％，Bi：0.01-0.03％，稀土：0.02-0.045％，Mg：0.04-0.055％，其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的中锰高硬度高韧性的耐磨球，其特征在于，Si含量与Mn含量之比Si/Mn以重量比计，满足0.55＜Si/Mn＜0.84。3.根据权利要求1或2所述的中锰高硬度高韧性的耐磨球，其特征在于，Mn、Si及Cr的合计含量(Mn+Si+Cr)与C的含量之比(Mn+Si+Cr)/C以重量比计，满足6.47＜(Mn+Si+Cr)/C＜8.46。4.根据权利要求1-3任一项所述的中锰高硬度高韧性的耐磨球，其特征在于，Mn和Si的合计含量(Mn+Si)与C含量之比(Mn+Si)/C以重量比计，满足2..46＜(Mn+Si)/C＜3.36。5.根据权利要求1-4任一项所述的中锰高硬度高韧性的耐磨球，其特征在于，其各组分的重量百分数如下：C：3.4-3.6％，Mn：5.8-6.2％，S＜0.03％，P＜0.05％，Si：3.8-4.4％，Cr：14.93-16.73％，Mo：0.013-0.017％，V：0.06-0.08％，W：0.012-0.018％，Ti：0.03-0.05％，Bi：0.015-0.025％，稀土：0.025-0.040％，Mg：0.045-0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏标，张倍思，
申请(专利权)人：芜湖倍思科创园有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34