一种中碳高铬抗裂耐磨钢球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中碳高铬抗裂耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.25‑0.35％，Si：0.5‑0.7％，Mn：1.2‑1.3％，Ni：0.02‑0.04％，Cr：13‑15％，Mo：0.2‑0.3％，Al：0.1‑0.2％，B：0.02‑0.04％，Ti：0.02‑0.04％，V：0.04‑0.06％，W：0.01‑0.03％，La：0.01‑0.02％，余料为Fe及不可避免杂质；其中，满足“4.2％＜0.5Cr‑11.4Ni‑8.5W‑1.3Mn＜5.5％”的表达式。本发明专利技术还公开了上述中碳高铬抗裂耐磨钢球的制备方法。本发明专利技术耐磨性高，抗裂性好。

【技术实现步骤摘要】
一种中碳高铬抗裂耐磨钢球及其制备方法
本专利技术涉及研磨机械
，尤其涉及一种中碳高铬抗裂耐磨钢球及其制备方法。
技术介绍
耐磨钢球已被广泛的应用于冶金、选矿、建材、化工、电力等工业生产中。耐磨钢球在研磨一些硬质物质时，特别容易被磨损，从而缩短耐磨钢球的使用寿命。目前，通常会增加铬、碳的含量来增加钢球的耐磨性能，但是，铬碳含量增高，会降低钢球的塑性、使其易裂、易碎，从而限制了耐磨钢球的应用。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种中碳高铬抗裂耐磨钢球及其制备方法，本专利技术通过各元素相互配合，并限定出炉浇铸后的降温温度、降温速度、升温温度和升温速度，达到细化残余奥氏体的目的，使得钢球内部和表面奥氏体晶粒细小、尺寸一致，再结合合适的热处理工艺，使得本专利技术在保持良好耐磨性的同时，具有良好的抗裂性能。本专利技术提出的一种中碳高铬抗裂耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.25-0.35％，Si：0.5-0.7％，Mn：1.2-1.3％，Ni：0.02-0.04％，Cr：13-15％，Mo：0.2-0.3％，Al：0.1-0.2％，B：0.02-0.04％，Ti：0.02-0.04％，V：0.04-0.06％，W：0.01-0.03％，La：0.01-0.02％，余料为Fe及不可避免杂质；其中，满足“4.2％＜0.5Cr-11.4Ni-8.5W-1.3Mn＜5.5％”的表达式。优选地，其各组分的重量百分比如下：C：0.28-0.32％，Si：0.55-0.65％，Mn：1.22-1.28％，Ni：0.025-0.035％，Cr：13.5-14.5％，Mo：0.23-0.27％，Al：0.12-0.18％，B：0.025-0.035％，Ti：0.025-0.035％，V：0.045-0.055％，W：0.015-0.025％，La：0.013-0.017％，余料为Fe及不可避免杂质。优选地，其各组分的重量百分比如下：C：0.3％，Si：0.6％，Mn：1.25％，Ni：0.03％，Cr：14％，Mo：0.25％，Al：0.15％，B：0.03％，Ti：0.03％，V：0.05％，W：0.02％，La：0.015％，余料为Fe及不可避免杂质。本专利技术还提出了上述中碳高铬抗裂耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：S1、将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、镍、铬、钼、铝、硼、钛、钒、钨、镧精炼后，调节出炉浇铸温度为1430-1500℃，进行出炉浇铸，然后降温至1300-1330℃，保温30-60s，接着降温至T1℃得到满足上述范围的球形铸件，其中，T1＝491+100×(476Mo+267V+345La)，其中Mo、V、La依次为钼、钒、镧在中碳高铬抗裂耐磨钢球中的重量百分比；S2、取S1中得到的球形铸件，升温至T2℃，保温3-5h，用水淬火，冷却至室温，升温至650-700℃，保温1-2h，降温至300-400℃，保温2-4h，空冷得到中碳高铬抗裂耐磨钢球，其中T2＝990+100×(880Ti+730V+476Al)，其中Ti、V、Al依次为钛、钒、铝在中碳高铬抗裂耐磨钢球中的重量百分比。优选地，在S1中，以2.6-3℃/s的速度降温至1300-1330℃，保温30-60s，接着以5.3-5.7℃/s的速度降温至T1℃得到球形铸件。优选地，在S2中，以3.2-3.6℃/s的速度升温至T2℃。优选地，在S2中，淬火用水温度为40-60℃，淬火40-60s。优选地，在S2中，淬火后以5-7℃/min的速度冷却至室温。本专利技术通过限定高的碳、铬含量，来增加本专利技术硬度和耐磨性，；并通过限定4.2％＜0.5Cr-11.4Ni-8.5W-1.3Mn＜5.5％的关系式，使得C、Cr与Ni、Mn、W按合适含量相互配合，在保持钢球耐磨性的同时，增加钢球的塑性和韧性，从而增加本专利技术的抗裂性能；并且Cr、Ni、Ti、V、W元素相互配合，增加本专利技术的耐腐蚀性能，Mo、Ti、V、Al、La元素相互配合，细化奥氏体晶粒进一步增加本专利技术的强度和韧性，增加本专利技术的耐磨、抗裂性能；出炉浇铸后，选用合适的速度降温至1300-1330℃，使得钢球内部和钢球表面的奥氏体晶粒尺寸均一并保持较小晶粒；通过限定T1＝491+100×(476Mo+267V+345La)的关系式，并配以合适的降温速度，使得在钢球内部沿着奥氏体晶界形成先共析铁素体并均匀分布在奥氏体中，并通过Mo、V、La元素进一步细化奥氏体、铁素体，最后得到先共析铁素体和残余奥氏体均匀分布并配比合适的球形铸件；然后通过限定T2＝990+100×(880Ti+730V+476Al)的关系式，并配以合适的升温速度，使得先共析铁素体形成新的奥氏体，并与残余奥氏体均匀间隔分布，达到分割残余奥氏体晶粒，进一步细化残余奥氏体的效果，从而达到从钢球内部到表面细化残余奥氏体的目的，并能保持钢球表面和内部的奥氏体晶粒大小均一，从而大大增加了本专利技术的防裂和耐磨性能；并配合淬火和回火处理，进一步增加本专利技术的强度和韧性，增加本专利技术的抗裂性能；本专利技术通过各元素相互配合，并限定出炉浇铸后的降温温度、降温速度、升温温度和升温速度，达到细化残余奥氏体的目的，使得钢球内部和表面奥氏体晶粒细小、尺寸一致，再结合合适的热处理工艺，使得本专利技术在保持良好耐磨性的同时，具有良好的抗裂性能。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种中碳高铬抗裂耐磨钢球，C：0.3％，Si：0.6％，Mn：1.25％，Ni：0.03％，Cr：14％，Mo：0.25％，Al：0.15％，B：0.03％，Ti：0.03％，V：0.05％，W：0.02％，La：0.015％，余料为Fe及不可避免杂质。上述中碳高铬抗裂耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：S1、将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、镍、铬、钼、铝、硼、钛、钒、钨、镧精炼后，调节出炉浇铸温度为1465℃，进行出炉浇铸，然后降温至1325℃，保温45s，接着降温至629℃得到满足上述范围的球形铸件；S2、取S1中得到的球形铸件，升温至1124℃，保温4h，用水淬火，冷却至室温，升温至675℃，保温1.5h，降温至350℃，保温3h，空冷得到中碳高铬抗裂耐磨钢球。实施例2一种中碳高铬抗裂耐磨钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.25％，Si：0.7％，Mn：1.2％，Ni：0.04％，Cr：13％，Mo：0.3％，Al：0.1％，B：0.04％，Ti：0.02％，V：0.06％，W：0.01％，La：0.02％，余料为Fe及不可避免杂质。上述中碳高铬抗裂耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤：S1、将废钢熔炼，加入碳、硅、锰、镍、铬、钼、铝、硼、钛、钒、钨、镧精炼后，调节出炉浇铸温度为1430℃，进行出炉浇铸，然后以3℃/s的速度降温至1300℃，保温60s，接着以5.3℃/s的速度降温至657℃得到满足上述范围的球形铸件；S2、取S1中得到的球形铸件，以3.6℃/s的速度升温至1099℃，保温3h，用温度为60℃的水淬火40s，以7℃/min的速度冷却至室温，升温至650℃，保温2h，降温至300℃，保温4h，空冷得到中碳高铬抗裂耐磨钢球。实施例3一种中碳高铬抗裂耐磨钢球，其各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中碳高铬抗裂耐磨钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：0.25‑0.35％，Si：0.5‑0.7％，Mn：1.2‑1.3％，Ni：0.02‑0.04％，Cr：13‑15％，Mo：0.2‑0.3％，Al：0.1‑0.2％，B：0.02‑0.04％，Ti：0.02‑0.04％，V：0.04‑0.06％，W：0.01‑0.03％，La：0.01‑0.02％，余料为Fe及不可避免杂质；其中，满足“4.2％＜0.5Cr‑11.4Ni‑8.5W‑1.3Mn＜5.5％”的表达式。

【技术特征摘要】
1.一种中碳高铬抗裂耐磨钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：0.25-0.35％，Si：0.5-0.7％，Mn：1.2-1.3％，Ni：0.02-0.04％，Cr：13-15％，Mo：0.2-0.3％，Al：0.1-0.2％，B：0.02-0.04％，Ti：0.02-0.04％，V：0.04-0.06％，W：0.01-0.03％，La：0.01-0.02％，余料为Fe及不可避免杂质；其中，满足“4.2％＜0.5Cr-11.4Ni-8.5W-1.3Mn＜5.5％”的表达式。2.根据权利要求1所述中碳高铬抗裂耐磨钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：0.28-0.32％，Si：0.55-0.65％，Mn：1.22-1.28％，Ni：0.025-0.035％，Cr：13.5-14.5％，Mo：0.23-0.27％，Al：0.12-0.18％，B：0.025-0.035％，Ti：0.025-0.035％，V：0.045-0.055％，W：0.015-0.025％，La：0.013-0.017％，余料为Fe及不可避免杂质。3.根据权利要求1或2所述中碳高铬抗裂耐磨钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：0.3％，Si：0.6％，Mn：1.25％，Ni：0.03％，Cr：14％，Mo：0.25％，Al：0.15％，B：0.03％，Ti：0.03％，V：0.05％，W：0.02％，La：0.015％，余料为Fe及不可避免杂质。4.一种如权利要求1-3任一项所述中碳高铬抗裂耐磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴水金，
申请(专利权)人：芜湖市永帆精密模具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34