本發(fā)明涉及耐磨球技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球及其制備方法。
背景技術(shù)：
耐磨鋼球又稱作研磨機(jī)用耐磨介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于冶金礦山、水泥建材、火力發(fā)電、煙氣脫硫、磁性材料、化工、水煤漿、球團(tuán)礦、礦渣、超細(xì)粉、粉煤灰、碳酸鈣、石英砂等行業(yè)球磨機(jī)。它是一種消耗品，主要用途是研磨物料，使物料研磨得更細(xì)，以達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)有技術(shù)中的耐磨球的強(qiáng)度和抗沖擊性能均不能滿足實(shí)際使用過(guò)程中的需求，因此亟需設(shè)計(jì)一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球來(lái)滿足實(shí)際使用過(guò)程中的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球及其制備方法。通過(guò)對(duì)組分進(jìn)行合理選擇，提升了耐磨球的強(qiáng)度和抗沖擊性能，延長(zhǎng)了使用壽命。
本發(fā)明提出的一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：0.25-0.35％，Si：0.63-0.83％，Mn：1.28-1.48％，Cr：0.88-0.94％，Mo：0.28-0.36％，Ni：0.05-0.09％，Al：0.02-0.05％，B：0.003-0.10％，稀土：0.02-0.05％，P：0.01-0.04％，S：0.01-0.04％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，Re含量與S含量之比Re/S以重量比計(jì)，滿足0.5＜Re/S＜5。
優(yōu)選地，Si、Mn及Mo的合計(jì)含量(Si+Mn+Mo)與Cr的含量之比(Si+Mn+Mo)/Cr以重量比計(jì)，滿足2.33＜(Si+Mn+Mo)/Cr＜3.03。
優(yōu)選地，Si含量與P含量之比Si/P以重量比計(jì)，滿足15.75＜Si/P＜83.00。
優(yōu)選地，Cr含量與Mn含量之比Cr/Mn以重量比計(jì)，滿足0.59＜Cr/Mn＜0.73。
優(yōu)選地，C、Si和Mn的合計(jì)含量(C+Si+Mn)與B的含量之比為(C+Si+Mn)/B以重量比計(jì)，滿足21.60＜(C+Si+Mn)/B＜88.67。
本發(fā)明的一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、鉬錠、鎳塊、鋁錠、硼塊、磷粉和硫粉進(jìn)行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理；
S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.25-0.35％，Si：0.63-0.83％，Mn：1.28-1.48％，Cr：0.88-0.94％，Mo：0.28-0.36％，Ni：0.05-0.09％，Al：0.02-0.05％，B：0.003-0.10％，Re：0.02-0.05％，P：0.01-0.04％，S：0.01-0.04％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至850-910℃，保溫35-45min，然后淬入比重為1.1-1.3g/cm3的水玻璃液中，然后升溫至180-220℃，保溫2-4h進(jìn)行回火處理，然后空冷至室溫得中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球到。
優(yōu)選地，S1中，球化處理的溫度為1400-1450℃。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球的組分進(jìn)行合理選擇，并控制P、S兩種雜質(zhì)的含量，同時(shí)當(dāng)鋼球中含鉻量達(dá)到一定比例時(shí)，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼球表面形成一層很薄的氧化膜(自鈍化膜)，可阻止鋼球的基體進(jìn)一步腐蝕，提升了耐磨球的耐磨性能和耐腐蝕性能，延長(zhǎng)了使用壽命；控制稀土與硫元素的配比，稀土可使鑄態(tài)組織得到細(xì)化，改善碳化物分布狀態(tài)，提高沖擊韌性，增加耐磨性，同時(shí)能夠有效降低硫元素的含量，提高耐磨鋼球的綜合性能。控制硅元素、錳元素和鉬元素的合計(jì)含量與鉻元素含量的配比，使得在一定鉻元素含量的基礎(chǔ)上，硅元素、錳元素和鉬元素的合計(jì)含量控制在一定范圍內(nèi)，使得本發(fā)明的耐磨球在具有優(yōu)異抗沖擊性能的前提下，具有優(yōu)異的強(qiáng)度?？刂乒柙睾土自氐呐浔?，增加硅含量可促使基體硬度增加，有利于提高碳化物分散度，確保降低磷元素在耐磨鋼球中的不利影響?？刂奇k元素和錳元素的配比，確保在一定錳元素的前提下，鉻元素控制在一定范圍內(nèi)，鉻元素使碳化物轉(zhuǎn)為合金滲碳體(Fe·Cr)3C，提高碳化物顯微硬度，提高耐磨性，錳元素能夠使鑄態(tài)硬度、沖擊韌性提高，確保了本發(fā)明的耐磨球在具有優(yōu)異耐磨性能的同時(shí)，具有優(yōu)異的沖擊韌性?？刂铺荚?、硅元素和錳元素的合計(jì)含量與硼元素的配比，使得碳元素、硅元素和錳元素的合計(jì)含量在一定硼元素的基礎(chǔ)上，控制在一定范圍內(nèi)，硼元素能夠與碳形成硼碳化合物，影響耐磨球的韌性，而硅元素和錳元素能夠提高耐磨鋼球的硬度和韌性，確保了本發(fā)明的耐磨球具有高硬度的前提下，同時(shí)具有優(yōu)異的韌性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1
本發(fā)明提出的一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：0.3％，Si：0.73％，Mn：1.38％，Cr：0.91％，Mo：0.32％，Ni：0.07％，Al：0.035％，B：0.0515％，稀土：0.035％，P：0.025％，S：0.025％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
實(shí)施例2
本發(fā)明的一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、鉬錠、鎳塊、鋁錠、硼塊、磷粉和硫粉進(jìn)行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，其中，球化處理的溫度為1400℃；
S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.25％，Si：0.83％，Mn：1.28％，Cr：0.94％，Mo：0.28％，Ni：0.09％，Al：0.02％，B：0.10％，Re：0.02％，P：0.04％，S：0.01％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至850℃，保溫45min，然后淬入比重為1.1g/cm3的水玻璃液中，然后升溫至220℃，保溫2h進(jìn)行回火處理，然后空冷至室溫得中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球到。
實(shí)施例3
本發(fā)明的一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、鉬錠、鎳塊、鋁錠、硼塊、磷粉和硫粉進(jìn)行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，其中，球化處理的溫度為1450℃；
S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.35％，Si：0.63％，Mn：1.48％，Cr：0.88％，Mo：0.36％，Ni：0.05％，Al：0.05％，B：0.003％，Re：0.05％，P：0.01％，S：0.04％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至910℃，保溫35min，然后淬入比重為1.3g/cm3的水玻璃液中，然后升溫至180℃，保溫4h進(jìn)行回火處理，然后空冷至室溫得中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球到。
實(shí)施例4
本發(fā)明的一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、鉬錠、鎳塊、鋁錠、硼塊、磷粉和硫粉進(jìn)行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，其中，球化處理的溫度為1410℃；
S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.32％，Si：0.66％，Mn：1.46％，Cr：0.90％，Mo：0.34％，Ni：0.06％，Al：0.04％，B：0.005％，Re：0.04％，P：0.02％，S：0.03％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至900℃，保溫38min，然后淬入比重為1.25g/cm3的水玻璃液中，然后升溫至185℃，保溫3.5h進(jìn)行回火處理，然后空冷至室溫得中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球到。
實(shí)施例5
本發(fā)明的一種中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、鉬錠、鎳塊、鋁錠、硼塊、磷粉和硫粉進(jìn)行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行球化處理，其中，球化處理的溫度為1410℃；
S2、向S1中經(jīng)過(guò)球化處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測(cè)，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.28％，Si：0.80％，Mn：1.30％，Cr：0.92％，Mo：0.30％，Ni：0.08％，Al：0.03％，B：0.098％，Re：0.03％，P：0.03％，S：0.02％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件升溫至900℃，保溫38min，然后淬入比重為1.25g/cm3的水玻璃液中，然后升溫至185℃，保溫3.5h進(jìn)行回火處理，然后空冷至室溫得中碳低硼高強(qiáng)度抗沖擊耐磨球到。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。