一种球磨机用高韧性钢锻及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种球磨机用高韧性钢锻及其制备工艺，将废钢、高碳铬铁、钒铝合金、钨铼合金、锆合金等制备原料加入感应炉中进行熔炼，待原料完全高温溶解后，得到质量合格的合金液，随后将合金液浇注成型，得到锻钢铸件，随后对锻钢铸件分段进行加热、保温，再进行淬火工艺、分段加热后低温回火后得到锻钢基体，再经过研磨抛光、超声波清洗、烘干，得到球磨机用高韧性钢锻。本发明专利技术能够改善现有球磨机用钢锻的晶体组织粗糙，耐磨性能欠佳的缺陷，工艺流程简单，工件使用寿命延长。工件使用寿命延长。

【技术实现步骤摘要】
一种球磨机用高韧性钢锻及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及耐磨材料领域，尤其涉及一种球磨机用高韧性钢锻及其制备工艺。

技术介绍

[0002]球磨机是多种基础建设行业中广泛使用的粉磨设备,其中钢锻作为球磨机中的研磨物料介质,长时间经受钢锻之间、钢锻与物料之间的碰撞摩擦,所以对其耐磨性及力学性能具有一定要求。钢的化学成分可以有很大变化,在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等,通过改变钢的内在成分来影响现有的球磨机用钢锻存在耐磨性及力学性能不足的问题以及钢锻的使用寿命及研磨效果，同时对于锻钢的金属热处理工艺同样会对锻钢的性能产生较大影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的专利技术目的在于：提供一种球磨机用高韧性钢锻及其制备工艺，将废钢、高碳铬铁、钒铝合金、钨铼合金、锆合金等制备原料加入感应炉中进行熔炼，待原料完全高温溶解后，得到质量合格的合金液，随后将合金液浇注成型，得到锻钢铸件，随后对锻钢铸件分段进行加热、保温，再进行淬火工艺、分段加热后低温回火后得到锻钢基体，再经过研磨抛光、超声波清洗、烘干，得到球磨机用高韧性钢锻，够改善现有球磨机用钢锻的晶体组织粗糙，耐磨性能欠佳的缺陷，工艺流程简单，工件使用寿命延长。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种球磨机用高韧性钢锻，其特征在于，所述球磨机用高韧性钢锻包括以质量分数计的C：1.45～1.75％、Si：0.75～0.8％、Mn：1.0～1.12％、Al：0.1～0.25％、Cr：8.5～10％、Re：0.03～0.1％、W：0.3～0.8％、、Zr：0.05～0.15％、Nb：0.02～0.045％、Mo：0.4～0.7％、Sr：0.05～0.15％、V：0.05～0.15％、P：≤0.03％，S：≤0.02％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0006]所述的球磨机用高韧性钢锻制备工艺，包括以下步骤：
[0007]S1，按照所述耐磨球中各化学成分重量配比，将废钢、高碳铬铁、钒铝合金、钨铼合金、锆合金、制备原料加入感应炉中进行熔炼，待原料完全高温溶解后，对熔融状的物料进行搅拌，随后保温状态下静止一段时间，得到质量合格的合金液，随后将合金液浇注成型，得到锻钢铸件；
[0008]S2，将铸件空冷至室温，随后将冷却后的锻钢铸件分段进行加热、保温，再进行淬火工艺；
[0009]S3、选用清洗剂清除掉基底表面的杂质和油污，所述清洗剂包括工业用二氯乙烷、工业用四氯化碳、工业用三氯乙烯、工业酒精(浓度不低于95.6％)、浓硝酸(浓度不低于98％)、碱性脱脂液的一种或几种，清洗后进行烘干干燥；
[0010]S4，将得到的锻钢坯体经分段加热后低温回火后得到锻钢基体；
[0011]S5、将经过S4步骤的锻钢基体进行研磨抛光、超声波清洗、烘干，得到球磨机用高
韧性钢锻。
[0012]上述技术方案中优先地，所述球磨机用高韧性钢锻中所使用的钨铼合金中铼元素的质量分数低于钨铼合金总质量分数的10％。
[0013]上述技术方案中优先地，S1中所述锆合金可使用Zr
‑
1Nb和Zr
‑
2.5Nb中的一种或两种。
[0014]上述技术方案中优先地，S1中所述熔炼温度为1500～1560℃。
[0015]上述技术方案中优先地，其特征在于，S1中所述浇注温度为1420～1450℃。
[0016]上述技术方案中优先地，S2中分段加热的具体工艺为：将铸件以6.5～7.5℃/min的升温速率升温至430～455℃，保温20～35min，以5.5～6.5℃/min的升温速率升温至770～790℃，保温25～35min，以3.5～4.5℃/min的升温速率升温至940～960℃，保温13～18min，然后油淬至730～750℃，再通过水淬至室温，保温30～40min，再以4～5.5℃/min的升温速率升温至260～270℃，保温25～30min，以2～3.5℃/min的升温速率升温至355～365℃，保温20～30min，然后空冷至室温。
[0017]上述技术方案中优先地，S4中低温回火具体工艺为：将锻钢坯体升温至225～240℃，保温25～30min，升温至280～290℃，保温45～55min，升温至320～325℃，保温50～60min，升温至410～415℃，保温70～75min，升温至570℃，保温120～130min，空冷至室温，再加热至240～250℃，保温1.5～2h，得到锻钢基体。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术创新性的设计一种球磨机用高韧性钢锻及其制备工艺，在制备高韧性钢锻过程中通过对锰、镍、铬、钼多个合金成分的合理搭配,保证既能增加锻钢强度，又能保证锻钢具有高韧性和可塑性，避免了因强度增加导致材料塑性和韧性明显下降，克服了材料由于各成分匹配不尽合理而导致在强度和塑、韧性方面不能兼顾的矛盾，能够细化组织晶粒，提高锻钢的耐磨性能，使耐磨球坯体在硬度、强度、韧性等力学性能方面有一定提升；分段回火方式有利于耐磨球进一步去应力防止开裂变形，在磨料磨损过程中,大尺寸的硬质颗粒可以抵抗磨粒的微切削作用,防止磨粒嵌入基体:当磨粒在基体某处嵌入并发生滑动切削时，硬质颗粒可以阻碍磨粒的滑动切削；小尺寸的颗粒与细小的贝马复相可以增强基体的屈服强度,提高其抵抗变形的能力,为硬质颗粒提供更好的支撑作用,防止大尺寸硬质颗粒在持续受到外力作用时发生脱落。
[0020]通过对锰、镍、铬、钼多个合金成分的合理搭配,保证既能增加锻钢强度，又能保证锻钢具有高韧性和可塑性，避免了因强度增加导致材料塑性和韧性明显下降，克服了材料由于各成分匹配不尽合理而导致在强度和塑、韧性方面不能兼顾的矛盾。
具体实施方式
[0021]实施例1：
[0022]本专利技术提出了一种球磨机用高韧性钢锻，所述球磨机用高韧性钢锻包括以质量分数计的C：1.45～1.75％、Si：0.75～0.8％、Mn：1.0～1.12％、Al：0.1～0.25％、Cr：8.5～10％、Re：0.03～0.1％、W：0.3～0.8％、、Zr：0.05～0.15％、Nb：0.02～0.045％、Mo：0.4～0.7％、Sr：0.05～0.15％、V：0.05～0.15％、P：≤0.03％，S：≤0.02％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0023]所述球磨机用高韧性钢锻制备工艺，包括以下步骤：
[0024]S1，按照所述耐磨球中各化学成分重量配比，将废钢、高碳铬铁、钒铝合金、钨铼合金、锆合金、制备原料加入感应炉中进行熔炼，熔炼温度为1500℃，待原料完全高温溶解后，对熔融状的物料进行搅拌，随后保温状态下静止一段时间，得到质量合格的合金液，随后将合金液浇注成型，得到锻钢铸件；
[0025]S2，将铸件空冷至室温，随后将冷却后的锻钢铸件分段加热，将铸件以6.5℃/min的升温速率升温至455℃，保温20min，以6.5℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球磨机用高韧性钢锻，其特征在于，所述球磨机用高韧性钢锻包括以质量分数计的C：1.45～1.75％、Si：0.75～0.8％、Mn：1.0～1.12％、Al：0.1～0.25％、Cr：8.5～10％、Re：0.03～0.1％、W：0.3～0.8％、、Zr：0.05～0.15％、Nb：0.02～0.045％、Mo：0.4～0.7％、Sr：0.05～0.15％、V：0.05～0.15％、P：≤0.03％，S：≤0.02％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.如权利要求1中所述的球磨机用高韧性钢锻制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1，按照所述耐磨球中各化学成分重量配比，将废钢、高碳铬铁、钒铝合金、钨铼合金、锆合金、制备原料加入感应炉中进行熔炼，待原料完全高温溶解后，对熔融状的物料进行搅拌，随后保温状态下静止一段时间，得到质量合格的合金液，随后将合金液浇注成型，得到锻钢铸件；S2，将铸件空冷至室温，随后将冷却后的锻钢铸件分段进行加热、保温，再进行淬火工艺；S3、选用清洗剂清除掉基底表面的杂质和油污，所述清洗剂包括工业用二氯乙烷、工业用四氯化碳、工业用三氯乙烯、工业酒精(浓度不低于95.6％)、浓硝酸(浓度不低于98％)、碱性脱脂液的一种或几种，清洗后进行烘干干燥；S4，将得到的锻钢坯体经分段加热后低温回火后得到锻钢基体；S5、将经过S4步骤的锻钢基体进行研磨抛光、超声波清洗、烘干，得到球磨机用高韧性钢锻。3.如权利要求1中所述的球磨机用高韧性钢锻，其特征在于，所述球磨机用高韧性钢锻中所使用的钨铼合金中铼元素的质量分数低于钨铼合金总质量分数的10％。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹李兵，徐奕鹏，
申请(专利权)人：美利林科技攀枝花有限公司，
类型：发明
国别省市：