一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球及其制备方法，所述球磨机用高强度低磨耗耐磨球包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体包括以下组分：C、B、Ti、Mg、Si、W、Cr、Mn、Ni、V、Zr、Nb、Mo、Ce、Nd、Sm、Er，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术提出的一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球及其制备方法，通过优化配比与制备工艺，使本发明专利技术制品具有冲击韧性大、耐腐蚀性好、强度大、磨耗小等优点，有效提高耐磨球的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球及其制备方法
本专利技术涉及耐磨材料
，尤其涉及一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球及其制备方法。
技术介绍
耐磨球作为球磨机中的粉碎介质，其整体性能将直接影响待球磨机的工作效率及粉碎效果。耐磨球主要分为两种，一种是以铬为主要合金元素为材料的磨球称为铬合金铸铁磨球；另一种是以球墨铸铁为材料的磨球称为球墨铸铁磨球。随着工业的发展，各式大型球磨机的增加，耐磨球由于工作环境复杂，易损坏，消耗大，影响球磨机使用成本。目前，耐磨球还存在冲击韧性低，耐腐蚀性差，强度小，磨耗大，使用寿命低的缺陷，影响耐磨球的工作效率。
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球磨机用高强度低磨耗耐磨球及其制备方法，通过优化配比与制备工艺，使本专利技术制品具有冲击韧性大、耐腐蚀性好、强度大、磨耗小等优点，有效提高耐磨球的工作效率。本专利技术提出了一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球，包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体按质量百分数包括以下组分：C：0.45-0.65％、B：0.8-1.2％、Ti：0.4-0.6％、Mg：0.08-0.15％、Si：0.45-0.65％、W：0.08-0.15％、Cr：4.2-5.2％、Mn：1.2-1.5％、Ni：0.34-0.58％、V：0.06-0.12％、Zr：0.08-0.16％、Nb：0.04-0.08％、Mo：0.1-0.2％、Ce：0.05-0.12％、Nd：0.05-0.1％、Sm：0.02-0.08％、Er：0.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。具体实施方式中，C的质量百分数还可以为0.48％、0.5％、0.52％、0.55％、0.58％、0.62％，B的质量百分数还可以为0.85％、0.9％、0.95％、1％、1.05％、1.1％，Ti的质量百分数还可以为0.44％、0.48％、0.52％、0.55％、0.58％，Mg的质量百分数还可以为0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.14％，Si的质量百分数还可以为0.48％、0.52％、0.55％、0.58％、0.6％、0.63％，W的质量百分数还可以为0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.14％，Cr的质量百分数还可以为4.4％、4.6％、4.8％、5％、5.1％，Mn的质量百分数还可以为1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％，Ni的质量百分数还可以为0.36％、0.4％、0.44％、0.48％、0.52％、0.55％，V的质量百分数还可以为0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％，Zr的质量百分数还可以为0.09％、0.1％、0.12％、0.13％、0.15％，Nb的质量百分数还可以为0.05％、0.06％、0.07％，Mo的质量百分数还可以为0.12％、0.14％、0.15％、0.16％、0.18％，Ce的质量百分数还可以为0.06％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％，Nd的质量百分数还可以为0.06％、0.07％、0.08％、0.09％，Sm的质量百分数还可以为0.03％、0.04％、0.05％、0.06％，Er的质量百分数还可以为0.03％、0.04％、0.05％、0.06％，其余为Fe及不可避免的杂质。优选地，W、V、Zr、Mo之间的质量百分数满足以下关系式：0.35％≤wW+wV+wZr+wMo≤0.5％，其中，wW、wV、wZr、wMo分别为W、V、Zr、Mo的质量百分数。优选地，熔覆层的原料按重量份包括：纳米陶瓷粉末2-5份、合金粉末20-40份。优选地，纳米陶瓷粉末的原料按重量份包括：SiC：15-25份、Si3N4：10-15份、B2O3：5-10份、TiO2：5-10份、MgO：5-10份、TiN：10-20份。优选地，合金粉末按质量百分数包括以下组分：Co：10-13.5％、C：0.3-0.45％、W：0.55-1.1％、Nb：0.4-0.8％、B：0.05-0.12％、Mn：3.2-6.5％、Si：0.5-0.8％、Sr：0.02-0.05％、Ce：0.3-0.5％、Nd：0.2-0.4％、Sm：0.1-0.3％，其余为Fe及不可避免的杂质。本专利技术还提出了一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球的制备方法，包括以下步骤：S1、将废钢、硼铁、钛铁、锰铁、铬铁、镍锭、硅铁和稀土铁合金进行熔炼，除渣，检测，调整组分，得到合金液；S2、将合金液浇注成型，得到铸件，经热处理，得到耐磨球基体；S3、将耐磨球基体清洗，干燥，然后涂覆纳米陶瓷粉末，经激光熔覆得到镀层耐磨球A，再涂覆合金粉末，经等离子熔覆得到镀层耐磨球B，经热处理，得到球磨机用高强度低磨耗耐磨球。选地，S2中，将合金液浇注成型，得到铸件，将铸件以1.5-2.5℃/min的速度升温至460-500℃，保温3-4h，然后以2-3℃/min的速度升温至760-820℃，保温40-70min，再以1-2℃/min的速度升温至950-980℃，保温10-15min，然后以3-4℃/min的速度降温至450-480℃，保温30-40min，空冷至室温，得到耐磨球基体。优选地，S3中，激光熔覆工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，扫描速度为4.5-5.5mm/s，功率为1.5-1.8KW，光斑直径为1.6-2.2mm。优选地，S3中，等离子熔覆工艺参数如下：保护气体为氮气且氮气气体流量为5-6L/min，转移弧电压为28-30V，转移电流为80-100A，功率为1.4-1.8KW，扫描速度为220-260mm/min，等离子弧光斑直径为2-3mm。优选地，S3中，热处理具体步骤如下：将镀层耐磨球B升温至260-300℃，保温6-8h，然后空冷至室温，置于冰水放置20-30min，除去其表面水分后在室温下放置4-6d。本专利技术中通过控制Cr、Mn、Ni、Mo的含量，为本专利技术耐磨球基体具有良好的强度、硬度、韧性等力学性能奠定了基础；通过控制耐磨球基体中W、V、Zr、Mo的含量，并优化W、V、Zr、Mo的含量范围，所形成强碳化物在耐磨球基体中起到弥散强化与细晶强化效果，有效改善耐磨球基体组织结构，对耐磨球基体起到增强增韧效果，有效提高耐磨球耐磨性、冲击韧性、疲劳强度和硬度；控制耐磨球基体中Ti、Mg、Ce、Nd、Sm、Er的含量，其具有良好的脱氧、脱氢、脱硫、固氮效果，降低熔炼过程中合金液中有害物质的含量，有效净化合金液，同时对本专利技术制品起着良好的变质效果，消除本专利技术制品组织结构中枝晶紊乱形态，通过细化晶粒，净化晶界，提高位错密度，有效改善本专利技术组织结构，有效提高本专利技术制品耐磨、耐腐蚀、冲击韧性、硬度和疲劳强度，改善本专利技术制品整体性能，有效延长本专利技术制品使用寿命；通过优化铸件热处理工艺，合理选择升温速度、降温速度及保温时间，有效消除组织应力，破坏网状及枝状结构，细化晶粒，提高本专利技术制品内部组织的位错密度，改善本专利技术制品显微组织，有效增强本专利技术制品耐磨、耐腐蚀、抗开裂、韧性、强度及硬度等性能，改善本专利技术制品性能稳定性，延长本专利技术制品使用寿命。熔覆层中选用纳米陶瓷粉末与合金粉末配合，并以纳米陶瓷粉末为内层，以合金粉末为外层，采用激光熔覆与等离子熔覆配合，优化熔覆工艺参数，熔覆层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体按质量百分数包括以下组分：C：0.45‑0.65％、B：0.8‑1.2％、Ti：0.4‑0.6％、Mg：0.08‑0.15％、Si：0.45‑0.65％、W：0.08‑0.15％、Cr：4.2‑5.2％、Mn：1.2‑1.5％、Ni：0.34‑0.58％、V：0.06‑0.12％、Zr：0.08‑0.16％、Nb：0.04‑0.08％、Mo：0.1‑0.2％、Ce：0.05‑0.12％、Nd：0.05‑0.1％、Sm：0.02‑0.08％、Er：0.02‑0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种球磨机用高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，包括熔覆层与耐磨球基体，耐磨球基体按质量百分数包括以下组分：C：0.45-0.65％、B：0.8-1.2％、Ti：0.4-0.6％、Mg：0.08-0.15％、Si：0.45-0.65％、W：0.08-0.15％、Cr：4.2-5.2％、Mn：1.2-1.5％、Ni：0.34-0.58％、V：0.06-0.12％、Zr：0.08-0.16％、Nb：0.04-0.08％、Mo：0.1-0.2％、Ce：0.05-0.12％、Nd：0.05-0.1％、Sm：0.02-0.08％、Er：0.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述球磨机用高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，W、V、Zr、Mo之间的质量百分数满足以下关系式：0.35％≤wW+wV+wZr+wMo≤0.5％，其中，wW、wV、wZr、wMo分别为W、V、Zr、Mo的质量百分数。3.根据权利要求1所述球磨机用高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，熔覆层的原料按重量份包括：纳米陶瓷粉末2-5份、合金粉末20-40份。4.根据权利要求1-3中任一项所述球磨机用高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，纳米陶瓷粉末的原料按重量份包括：SiC：15-25份、Si3N4：10-15份、B2O3：5-10份、TiO2：5-10份、MgO：5-10份、TiN：10-20份。5.根据权利要求1-4中任一项所述球磨机用高强度低磨耗耐磨球，其特征在于，合金粉末按质量百分数包括以下组分：Co：10-13.5％、C：0.3-0.45％、W：0.55-1.1％、Nb：0.4-0.8％、B：0.05-0.12％、Mn：3.2-6.5％、Si：0.5-0.8％、Sr：0.02-0.05％、Ce：0.3-0.5％、Nd：0.2-0.4％、Sm：0.1-0.3％，其余为Fe及不可避免的杂质。6.一种根据权利要求1所述球磨机...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘葆瑞，
申请(专利权)人：蚌埠市光辉金属加工厂，
类型：发明
国别省市：安徽,34