一種耐磨鋼球及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐磨鋼球及其制備方法，所述鋼球的組成成分按重量百分比計為：含C量的重量百分比為0.5-0.8%；含Si量的重量百分比0.25-0.7%；含Mn量的重量百分比0.65-1.65%；含Mo量的重量百分比0.1-0.2%；含S和P量的重量百分比≤0.04%；所述鋼球的制備方法采用石英砂、河砂造型，冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，在坩堝底部裝入爐料，渣料占爐料的1%—1.5%，加入廢鋼，熔清，調整成分，扒渣進行終脫氧，1550—1600℃時出鋼；熱處理首先進行淬火處理，淬火后再進行回火處理。用本發明生產的鋼球，淬透性高，可提高鋼球的使用壽命，耐磨性高，降低成本，降低碎球率。
【專利說明】一種耐磨鋼球及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐磨鋼球及其制備方法。

【背景技術】
[0002]目前，在礦山、水泥、電力系統等行業應用最廣泛的耐磨鋼球主要分為兩種，一種是采用鉻系合金的鑄鐵鋼球，另一種是采用馬氏體、貝氏體基體的球墨鑄鐵鋼球，如低鉻鑄鐵球、高鉻鑄鐵球、球墨鑄鐵球等。所采用的鑄鐵工藝大多數仍是手工造型、濕砂鑄造、少數廠家采用金屬模鑄造。低鉻鑄鐵求、高鉻鑄鐵球普遍存在著成本較高、碎球率高等缺點；馬氏體、貝氏體基體的球墨鑄鐵球使用壽命低、耐磨性差等缺點。


【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是:提供一種壽命長、耐磨性強的鋼球，同時還提供其制備方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
一種耐磨鋼球，所述鋼球的組成成分按重量百分比計為:含C量的重量百分比為0.5-0.8% ;含Si量的重量百分比0.25-0.7% ;含Mn量的重量百分比0.65-1.65% ;含]?0量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
[0005]優選的，所述鋼球的組成成分按重量百分比計為:含C量的重量百分比為0.5-0.75% ^Si量的重量百分比0.25-0.65% ;含Mn量的重量百分比0.65-1.55% ;含]?0量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
[0006]本發明還提供上述耐磨鋼球的制備方法，采用石英砂、河砂造型，包括下列步驟: 冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入爐料，渣料占爐料的1%—1.5%，加入剩余的廢鋼，熔清；
取樣進行全分析，待分析結果報出后，調整成分；
扒渣進行終脫氧，出爐溫度控制在1550— 1600°C時出鋼，澆鑄完的鋼球經過保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進行熱處理。
[0007]所述的熱處理包括淬火處理和回火處理:
首先進行淬火處理，在廢機油中進行淬火處理；溫度在850— 900°C之間；
淬火后再進行回火處理，溫度在220— 250°C時保溫4小時以上，使鋼球達到很高的淬透性。
[0008]淬火處理時，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1_2小時，直徑在40—60mm的鋼球恒溫
2-3小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3-4小時，
用本方法生產的鋼球如果要求沖擊韌性高時，回火處理后還包括正火處理，溫度在850—880°C之間，正火處理時，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1—2小時，直徑在40—60mm的鋼球恒溫2—3小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時。
[0009]本發明使用的面砂采用40— 70目的人造石英砂，石英砂的含硅量不低于92%，背砂采用河砂，石英砂為85-100份、膨潤土 2— 6份、水4一8份，混砂時間不能低于10分鐘；把砂箱模板放好后裝砂，蓋上模板和模型15—40mm,將砂子固定,再裝砂10—30mm方可舂箱，最后再裝一次砂，高出砂箱30—50mm，用平面舂實，并用刮板刮平，扎2—8mm的氣眼孔，起上箱后把模板起處；模板起出并補箱，然后扣箱。
[0010]型砂采用20—40目干石英砂，Si02含量大于92%，采用一維振動臺振動造型，在砂箱內填入一定數量的砂子，振動，刮平形成放置聚苯乙烯模型的砂床，砂床厚度要視鑄件大小而定，按工藝要求把聚苯乙烯模型放在砂箱內的砂床上，按鑄造工藝要求進行模型組裝，并焙砂固定，模型固定好后，進行加砂，把砂箱放在振動臺上進行振動緊實，砂箱表面要用塑料薄膜密封，打開真空泵，形成負壓。
[0011]所說的冶煉工藝熔清后使其成分調整為含C量為0.5 — 0.75、含Si量0.25—0.65、含 Mn 量 0.65—1.55、含 Cr 量 0.3—1.5、含 Mo 量 0.1—0.2、含 S 和 P 量彡 0.04。
[0012]所說的冶煉工藝熔清后使其成分調整為0.65—0.75、含Si量0.25—0.55、含Mn量 1.0—1.3、含 Mo 量 0.1—0.2、含 S 和 P 量彡 0.04。
[0013]本發明的有益效果:
用本發明生產鋼球屬于油淬型的，熱處理后的金相組織為回火馬氏體，磨球熱處理后組織致密，晶粒細密，淬透性高，熱處理后表面硬度保持在HRC大于50，沖擊韌性大于5J/cm2;用本發明生產鋼球，可提高鋼球的使用壽命，耐磨性高，降低成本，降低碎球率。

【具體實施方式】
[0014]實施例1:
一種耐磨鋼球的生產方法，面砂采用40— 70目的人造石英砂，石英砂的含硅量不低于93%，背砂采用河砂，石英砂為100份、膨潤土 7— 8份、水4一5份，混砂時間不能低于10分鐘；把砂箱模板放好后裝砂，蓋上模板和模型30mm，將砂子固定，再裝砂20mm方可舂箱，每面箱用尖頭舂兩遍，第一遍用尖頭要輕舂，護住模型，第二遍砂子裝平砂箱時，既要求強度高，透氣性能好，還要不舂模型，最后再裝一次砂，高出砂箱40_，用平面舂實，并用刮板刮平；扎4一6_的氣眼孔；箱舂好后，先從四個方向活動一下箱把，活動量不大于1_，可起上箱，再活動一下模板，同樣不超過1mm，并把模板起出；模板起出后，要仔細檢查型腔，發現活動的砂子和拔模時刮壞的地方，要用壓勺補平補實補好，要防止扣箱是掉砂，補完箱后，把浮砂吹干凈，然后扣箱；冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入一些塊度小，緊實的爐料，按其要求相繼加入，渣料占爐料的1.5%，力口入剩余的廢鋼，熔清后，取樣進行全分析，待分析結果報出后，調整成分，使其C含量為0.7、含Si量0.4、含Mn量1.2、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04。扒渣進行終脫氧，出爐溫度控制在1580°C時出鋼；澆鑄完的鋼球經過保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進行熱處理；熱處理首先進行淬火處理，溫度在870°C之間，直徑在10 — 30mm的鋼球恒溫1.5小時，直徑在40—60mm的鋼球恒溫2.5小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3.5小時，在廢機油中進行淬火，淬火后再進行回火處理，溫度在240°C時保溫4小時以上。
[0015]用本方法生產的鋼球，如果要求沖擊韌性高時，進行正火處理，溫度在850—880°C之間，直徑在10 — 30mm的鋼球恒溫1—2小時，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2—3小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時。
[0016]實施例2:
用實施例1的方法進行造型和冶煉，熔清后取樣進行全分析，調整成分時，使其含C量為0.75、含Si量0.45、含Mn量1.25、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04。扒渣進行終脫氧，出爐溫度控制在1580°C時出鋼；澆鑄完的鋼球經過保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進行熱處理；熱處理方法同實施例1 一樣。
[0017]實施例3:
一種耐磨鋼球的生產方法，型砂米用20—40目干石英砂，S12含量大于93%,不得含有鐵豆、微粉、雜質和水分等；采用一維振動臺振動造型，在砂箱內填入一定數量的砂子，振動，刮平形成放置聚苯乙烯模型的砂床，砂床厚度要視鑄件大小而定；按工藝要求把聚苯乙烯模型放在砂箱內的砂床上，按鑄造工藝要求進行模型組裝，并焙砂固定，模型放置的方位一定要符合工藝要求；模型固定好后，進行加砂，加砂必須均勻，模型內外應均勻提高砂柱，操作者必須注意防止填砂過程中引起模型變形；把砂箱放在振動臺上進行振動緊實，使模型得以穩固；干砂鑄型進過振動后，達到緊實效果，為維持緊實后的鑄型，砂箱表面要用塑料薄膜密封，打開真空泵，形成負壓，準備澆鑄；冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入一些塊度小，緊實的爐料，按其要求相繼加入，渣料占爐料的1.5%，加入剩余的廢鋼，熔清后，取樣進行全分析，待分析結果報出后，調整成分，使其C含量為0.8、含Si量為0.4、含Mn量1.1、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04。扒渣進行終脫氧，出爐溫度控制在1550°C時出鋼；澆鑄完的鋼球經過保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進行熱處理；熱處理首先進行淬火處理，溫度在880°C之間，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1.5小時，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2.5小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3.5小時，在廢機油中進行淬火，淬火后再進行回火處理，溫度在240°C時保溫4小時以上。
[0018]用本方法生產的鋼球，如果要求沖擊韌性高時，進行正火處理，溫度在850—880°C之間，直徑在10 — 30mm的鋼球恒溫1—2小時，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2—3小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時。
[0019]實施例4:
用實施例3的方法進行造型和冶煉，熔清后取樣進行全分析，調整成分時，使其C含量為0.8、含Si量0.4、含Mn量1.2、含Mo量0.1—0.2、含S和P量彡0.04.扒渣進行終脫氧，出爐溫度控制在1570°C時出鋼；澆鑄完的鋼球經過保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進行熱處理；熱處理方法同實施例3 —樣。
【權利要求】
1.一種耐磨鋼球，其特征在于，所述鋼球的組成成分按重量百分比計為:含C量的重量百分比為0.5-0.8% ;含Si量的重量百分比0.25-0.7% ;含Mn量的重量百分比0.65-1.65% ；含Mo量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
2.根據權利要求1所述的耐磨鋼球，其特征在于，所述鋼球的組成成分按重量百分比計為:含C量的重量百分比為0.5-0.75% ;含Si量的重量百分比0.25-0.65% ;含胞量的重量百分比0.65-1.55% ;含Mo量的重量百分比0.1-0.2% ;含S和P量的重量百分比彡0.04%。
3.上述任一項權利要求所述的耐磨鋼球的制備方法，采用石英砂、河砂造型其特征在于，包括下列步驟: 冶煉采用酸性爐襯，雙渣法，即熔清后造新渣，進行終脫氧插鋁法；在坩堝底部裝入爐料，渣料占爐料的1%—1.5%，加入剩余的廢鋼，熔清； 取樣進行全分析，待分析結果報出后，調整成分； 扒渣進行終脫氧，出爐溫度控制在1550— 1600°C時出鋼，澆鑄完的鋼球經過保溫，清除鑄件上的余砂，修磨后交檢，并進行熱處理。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的熱處理包括淬火處理和回火處理: 首先進行淬火處理，在廢機油中進行淬火處理；溫度在850— 900°C之間； 淬火后再進行回火處理，溫度在220— 250°C時保溫4小時以上，使鋼球達到很高的淬透性。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，淬火處理時，直徑在10—30mm的鋼球恒溫1-2小時，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2_3小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫3_4小時。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，回火處理后還包括正火處理，溫度在850—880°C之間。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，正火處理時，直徑在10— 30mm的鋼球恒溫1—2小時，直徑在40— 60mm的鋼球恒溫2—3小時，直徑在70 — 10mm的鋼球恒溫2—4小時。
【文檔編號】C21D1/28GK104250702SQ201410492525
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】趙筱珉 申請人:青島楚天節能技術有限公司