[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN104651730A - 一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104651730A
CN104651730A CN201510073740.2A CN201510073740A CN104651730A CN 104651730 A CN104651730 A CN 104651730A CN 201510073740 A CN201510073740 A CN 201510073740A CN 104651730 A CN104651730 A CN 104651730A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wear
alloy steel
steel
resisting alloy
molten steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510073740.2A
Other languages
English (en)
Inventor
章学良
刘火林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
QINGYUAN MAN AUTONOMOUS COUNTY SANFANG WEAR-RESISTANT MATERIAL Co Ltd
Original Assignee
QINGYUAN MAN AUTONOMOUS COUNTY SANFANG WEAR-RESISTANT MATERIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by QINGYUAN MAN AUTONOMOUS COUNTY SANFANG WEAR-RESISTANT MATERIAL Co Ltd filed Critical QINGYUAN MAN AUTONOMOUS COUNTY SANFANG WEAR-RESISTANT MATERIAL Co Ltd
Priority to CN201510073740.2A priority Critical patent/CN104651730A/zh
Publication of CN104651730A publication Critical patent/CN104651730A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法，涉及冶金技术领域，解决了现有技术采用轧制工艺无法制备出韧性好、耐磨性好的合金磨球。本发明的主要技术方案为：一种耐磨合金钢钢，以重量百分含量计，所述耐磨合金钢包括以下物质：碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％，稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明主要采用轧制工艺制备出一种高韧性、抗磨损的耐磨合金钢及合金磨球。

Description

一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种韧性好、抗磨损的耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法。
背景技术
目前，冶金选矿、火力发电等行业在运行过程中需要使用合金磨球(钢球)作为研磨介质，研磨介质的消耗量较大，全世界每年消耗约1000万吨。
目前市场上的合金磨球的制备工艺主要有铸造和轧制两种类型；其中，铸造工艺所制备的铸造磨球的耐磨性好，且深的使用厂家的好评；但是铸造磨球在铸造过程中不仅会消耗大量的能量，而且对环境的污染较大，另外铸造磨球不能使用在超过直径8米的球磨机上面，(铸造磨球的冲击值不够)。与铸造工艺相比，轧制磨球在轧制过程中不仅消耗的能量较小，而且对环境的危害较小。并且能够很好地使用在大型球磨机上面。所以，发展高品质的轧制磨球是未来的发展趋势。
发明人研究中不仅发现现有的轧制磨球的硬度没有铸造磨球的硬度高，而且现有轧制磨球的淬透性差、芯部与表面硬度差较大，使其耐磨性自然比铸造的磨球差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法，主要目的是制备一种韧性好、耐磨性好的耐磨合金钢及合金磨球，且制备过程中消耗较小的能量、对环境污染小。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种耐磨合金钢，以重量百分含量计，所述耐磨合金钢包括以下物质：
碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％，稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。
前述的耐磨合金钢，所述耐磨合金钢还包括0.05-0.06％的镍。
另一方面，本发明实施例还提供一种耐磨合金钢的制备方法，包括如下步骤：
对钢水进行调质，使所述钢水的成分为，以重量百分含量计，碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％,稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质；
将调质后的钢水倒入设定规格的模具中成型并冷却，得到耐磨合金钢毛坯；
将所述耐磨合金钢毛坯升温至800-900℃后，将其轧制成设定形状的预制件；
将所述预制件升温至800-860℃，保温3-5小时后浸入淬火液中进行淬火处理；
将淬火后的预制件放在电阻炉中，在190-210℃下保温处理5-6小时，出炉后冷却，得到耐磨合金钢。
前述的耐磨合金钢的制备方法，对钢水进行调质后，钢水还包括0.05-0.06％的镍。
前述的耐磨合金钢的制备方法，对钢水进行调质的步骤之前还包括：
将废钢、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁在熔炼炉中熔炼成钢水。
前述的耐磨合金钢的制备方法，对所述钢水进行调质的步骤包括：
在熔炼炉中，对所述钢水进行第一次调质；
将第一次调质后的钢水转移到精炼炉中进行精炼；
对精炼后的钢水进行第二次调质。
前述的耐磨合金钢的制备方法，所述淬火液选用浓度为5-15％的硅酸钠溶液。
另一方面，本发明实施例还提供一种耐磨合金钢，所述耐磨合金钢由上述任一项所述的耐磨合金钢的制备方法制备而成。
另一方面，本发明实施例还提供一种合金磨球，所述合金磨球的材质为上述所述的耐磨合金钢。
前述的合金磨球，所述合金磨球采用上述任一项所述的耐磨合金钢的制备方法制备而成；
其中，所述设定形状为球形；所述耐磨合金钢毛坯的设制形状为棒状、矩形状、圆柱状、平板状中的任一种。
本发明实施例提出的一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法，其中，耐磨合金钢以重量百分含量计，包括以下物质：碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％，稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。合金磨球的材质为上述耐磨合金钢。一方面，本发明实施例提供将耐磨合金钢或合金磨球中含有铬和钼；且铬的含量控制在1.1-1.3％、钼的含量控制在0.25-0.35％，该含量的铬、钼能够很好地与耐磨合金钢或合金磨球中的其他物质发生协同作用，使耐磨合金钢或合金磨球的具有较高的硬度。另一方面，本发明实施例通过添加0.3-0.5％的稀土以增加耐磨合金钢或合金磨球的韧性；另一方面，本发明实施例通过将耐磨合金钢中添加硼和铬，且将硼的含量控制在0.07-0.09％，上述含量的硼和铬能够完善耐磨合金钢或合金磨球的淬透性，使耐磨合金钢或合金磨球的韧性和硬度得到有机结合的同时，减小合金磨球芯部与表面的硬度差，从而进一步提高耐磨合金钢或合金磨球的耐磨性。
进一步地，本发明实施例提供的耐磨合金钢或合金磨球还包括0.05-0.06％的镍，通过添加镍，并将镍的含量控制在0.05-0.06％，不仅能进一步提高耐磨合金钢或合金磨球的强度，而不降低其塑性，改善耐磨合金钢或合金磨球的韧性；进一步提高耐磨合金钢或合金磨球的淬透性；提高耐磨合金钢或合金磨球的耐腐蚀性。
进一步地，本发明实施例提供耐磨合金或合金磨球的制备工艺采用轧制工艺，所以在制备过程消耗的能量较小，而且对环境的危害较小，且采用上述的配方制备的耐磨合金钢或合金磨球的耐磨性好、韧性好。所以，本发明实现了采用轧制工艺无法制备出韧性好、耐磨性好的合金磨球。
进一步地，本发明实施例提供耐磨合金钢或合金磨球的制备工艺中，采用5-15％的硅酸钠溶液作为淬火液，延缓了淬火液对耐磨合金钢或合金磨球的激冷，实现耐磨合金钢或合金磨球在淬火中不破裂、不裂纹的目的。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如下。
发明人发现现有技术中采用铸造工艺制造的铸造磨球的硬度、韧性及耐磨性较好，但是在铸造过程中，该工艺会消耗大量的能量，且对环境污染较为严重。而大型球磨机不能使用铸球。而轧制工艺是环保工艺，其消耗能量小、对环境污染小，但是轧制工艺制备出的轧制磨球的硬度不及铸造磨球，耐磨性、耐高温性及淬透性差。基于此，本发明实施例提供一种耐磨合金钢、合金磨球及轧制工艺；按照本发明实施例提供的配方，并采用轧制工艺可以制备一种硬度、耐磨性、韧性、淬透性可以与铸造磨球相当或甚至更优异的轧制磨球。并且能够很好使用在大型球磨机上面。具体如下：
一方面，本发明的实施例提供一种耐磨合金钢，以重量百分计，该耐磨合金钢包括以下物质：碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％，稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。
与现有技术相比，本发明实施例提供将耐磨合金钢中含有铬和钼；且铬的含量控制在1.1-1.3％、钼的含量控制在0.25-0.35％，该含量的铬、钼能够很好地与耐磨合金钢中的其他物质发生协同作用，使耐磨合金钢的具有较高的硬度。另一方面，本发明实施例通过添加0.3-0.5％的稀土以增加耐磨合金钢的韧性；另一方面，本发明实施例通过将耐磨合金钢中添加硼和铬，且将硼的含量控制在0.07-0.09％，上述含量的硼和铬能够完善耐磨合金钢的淬透性，使耐磨合金钢的韧性和硬度得到有机结合的同时，减小合金磨球芯部与表面的硬度差，从而进一步提高耐磨合金钢的耐磨性。
较佳地，该耐磨合金钢还包括0.05-0.06％的镍。该步骤提供的耐磨合金钢还包括0.05-0.06％的镍，通过添加镍，并将镍的含量控制在0.05-0.06％，不仅能进一步提高耐磨合金钢的强度，而不降低其塑性，改善耐磨合金钢的韧性；进一步提高耐磨合金钢的淬透性；提高耐磨合金钢的耐腐蚀性。
上述的耐磨合金钢可作为轧制合金磨球的材质，采用上述耐磨合金钢轧制的合金磨球的韧性较好，且减小合金磨球芯部及表面的硬度差，从而合金磨球的耐磨性较高。
另一方面，本发明实施例提供一种耐磨合金钢的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
1)对钢水进行调质，使所述钢水的成分为，以重量百分含量计，碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％,稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。
该步骤中，所用的钢水可采用常规钢水；也可以将废钢、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁在熔炼炉中熔炼成钢水。其中，熔炼炉可以选用转炉、电弧炉或中频炉中的任一种。
该步骤中，对钢水进行调质的步骤具体为：在熔炼炉中，对钢水进行第一次调质(即初步调质)，使钢水的成分及含量达到要求；随后将经第一次调质后的钢水转移至钢包精炼炉中进行精炼，精炼后对精炼后的钢水进行微量调质、脱氧、脱硫、除杂及合金化，一方面使钢水的成分及含量达到要求，另一方面提高钢水的纯净度，以获得优异的钢水品质，进而提高耐磨合金钢的疲劳寿命。其中，本发明实施例中的钢水经微量调质后的成分为：碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。随后将在钢包中加入稀土和硼，将铁水出炉倒入钢包中孕育沸腾结束后，实现对钢水的进一步调质；稀土和硼的加入量需保证钢水中硼为0.07-0.09％,稀土为0.3-0.5％即可。本实施例中的微量调质和进一步调质统称为二次调质。
较佳地，对钢水进行调质后，钢水还包括0.05-0.06％的镍。
2)将调质后的钢水倒入模具中成型并冷却，得到耐磨合金钢毛坯。
该步骤中，将调质后的钢水出炉，待钢水冷却至1400-1550℃后倒入模具中成型并冷却，得到耐磨合金钢毛坯。其中，钢水的出炉温度为1550-1650℃。
较佳地，该步骤中的耐磨合金钢毛坯的形状为棒状、圆柱状、平板状或矩形状等。
3)将耐磨合金钢毛坯升温至800-900℃后，将其轧制成设定形状的预制件；
该步骤中，将耐磨合金钢毛坯加热至800-800℃，优选850-870℃后轧制成设定形状的预制件。其中，设定形状根据最终所需的产品而定，若最终所需合金磨球，则设定形状为球状；若最终所需产品为耐磨合金钢段，则设定形状为段状。
4)将预制件升温至800-860℃，保温3-5小时后浸入淬火液中进行淬火处理。
该步骤中，首先将预制件放置在天然气炉中升温至800-860℃，优选为800-830℃，保温3-5小时后，再将预制件浸入淬火液中进行淬火处理。
较佳地，该步骤中的淬火液为浓度为5-15％的硅酸钠溶液，优选为浓度为10％的硅酸钠溶液。本发明实施例通过用10％硅酸钠来增加水的稠性，延缓淬火液对耐磨合金钢的激冷，达到耐磨合金钢在淬火中不破裂、不裂纹的目的。
5)将淬火后的预制件放在电阻炉中，在190-210℃下保温处理5-6小时，出炉后冷却，得到耐磨合金钢。
另一方面，本发明实施例提供一种合金磨球，合金磨球由上述所述的耐磨合金钢的制备方法制备而成；其中，步骤3)为将耐磨合金钢毛坯升温至800-900℃后，将其轧制成球状的预制件。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
1)对熔炼炉中熔炼的钢水进行初步调质后，将钢水转移至钢包精炼炉中进行精炼，精炼后对钢水进行微量调质、脱氧、脱硫、除杂及合金化，使钢水的成分为：以重量百分含量计，碳为0.95％，硅为0.40％，锰为0.55％，铬为1.2％，钼为0.30％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁。
2)在钢包中加入硼和稀土，将步骤1)得到的钢水出炉后倒入钢包中孕育沸腾使硼和稀土充分溶解，且溶解后所得钢水中的硼为0.08％,稀土为0.40％。
3)将步骤2)得到的钢水倒入模具中成型并冷却，得到直径为100mm的钢棒(即，棒状的耐磨合金钢毛坯)。
4)将步骤3)中的钢棒加热至870℃后，将钢棒轧制成直径为100mm的球状的预制件。
5)将直径为100mm的球状预制件放置在天然气炉升温至820℃后，保温3小时后，再将其浸入至浓度为10％硅酸钠溶液中进行淬火处理。
6)将淬火处理后的球状的制件放置在电阻炉中，升温至210℃，保温5小时后出炉，自然冷却后得到合金磨球(即钢球)。
实施例2
1)对熔炼炉中熔炼的钢水进行初步调质后，将钢水转移至钢包精炼炉中进行精炼，对精炼后的钢水进行微量调质、脱氧、脱硫、除杂及合金化，使钢水的成分为：以重量百分含量计，碳为0.90％，硅为0.35％，锰为0.50％，铬为1.1％，钼为0.25％，硫为0-0.014％，磷为0-0.007％，铜为0-0.005％，余量为铁。
2)在钢包中加入硼和稀土，将步骤1)得到的钢水出炉后倒入钢包中孕育沸腾使硼和稀土充分溶解，且溶解后所得钢水中的硼为0.07％，稀土为0.50％。
3)将步骤3)得到的钢水倒入模具中成型并冷却，得到直径为90mm的钢棒(即，棒状的耐磨合金钢毛坯)。
4)将步骤3)中的钢棒加热至870℃后，将钢棒轧制成直径为90mm的球状预制件。
5)将直径为90mm的球状预制件放置在天然气炉升温至800℃，保温3小时后，再将其浸入至浓度为10％硅酸钠溶液中进行淬火处理。
6)将淬火处理后的球状预制件放置在电阻炉中升温至200℃，保温5小时后出炉，自然冷却后得到合金磨球(即钢球)。
实施例3
1)对熔炼炉中熔炼的钢水进行初步调质后，将钢水放在钢包精炼炉中进行精炼，对精炼后的钢水进行微量调质、脱氧、脱硫、除杂及合金化，使钢水的成分为：以重量百分含量计，碳为1.00％，硅为0.45％，锰为0.60％，铬为1.3％，钼为0.35％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁。
2)在钢包中加入硼和稀土，将步骤1)得到的钢水出炉后倒入钢包中孕育沸腾使硼和稀土充分溶解，且溶解后所得钢水中的硼为0.09％，稀土为0.40％。
3)将步骤2)得到的钢水倒入模具中成型并冷却，得到直径为80mm的钢棒(即，棒状的耐磨合金钢毛坯)。
4)将步骤3)中的钢棒加热至860℃后，将钢棒轧制成直径为80mm的球状预制件。
5)将直径为80mm的球状预制件放置在天然气炉升温至810℃，保温3小时后，再将其浸入至浓度为10％硅酸钠溶液中进行淬火处理。
6)将淬火处理后的球状的预制件放置在电阻炉中升温至190℃，保温5小时后出炉，自然冷却后得到合金磨球(即钢球)。
实施例4
1)对熔炼炉中熔炼的钢水进行初步调质后，将钢水放在钢包精炼炉中进行精炼，对精炼后的钢水进行微量调质、脱氧、脱硫、除杂及合金化，使钢水的成分为：以重量百分含量计，碳为0.95％，硅为0.40％，锰为0.55％，铬为1.2％，钼为0.30％，镍为0.06％，硫为0.05％，磷为0.011％，铜为0.006％，余量为铁。
2)在钢包中加入硼和稀土，将步骤1)得到的钢水出炉后倒入钢包中孕育沸腾使硼和稀土充分溶解，且溶解后所得钢水中的硼为0.08％，稀土为0.30％。
3)将步骤2)得到的钢水倒入模具中成型并冷却，得到直径为100mm的钢棒(即，棒状的耐磨合金钢毛坯)。
4)将步骤32)中的钢棒加热至870℃后，将钢棒轧制成直径为100mm的球状预制件。
5)将直径为100mm的球状预制件放置在天然气炉升温至820℃，保温3小时后，再将其浸入至浓度为10％硅酸钠溶液中进行淬火处理。
6)将淬火处理后的球状预制件放置在电阻炉中升温至210℃，保温5小时后出炉，自然冷却后得到合金磨球(即钢球)。
实施例5
1)对熔炼炉中熔炼的钢水进行初步调质后，将钢水放在钢包精炼炉中进行精炼，对精炼后的钢水进行微量调质、脱氧、脱硫、除杂及合金化，使钢水的成分为：以重量百分含量计，碳为1.00％，硅为0.45％，锰为0.60％，铬为1.3％，钼为0.35％，镍为0.05％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁。
2)在钢包中加入硼和稀土，将步骤1)得到的钢水出炉后倒入钢包中孕育沸腾使硼和稀土充分溶解，且溶解后所得钢水中的硼为0.09％，稀土为0.35％。
3)将步骤2)得到的钢水倒入模具中成型并冷却，得到直径为80mm的钢棒(即，棒状的耐磨合金钢毛坯)。
4)将步骤3)中的钢棒加热至860℃后，将钢棒轧制成直径为80mm的球状预制件。
5)将直径为80mm的球状预制件放置在天然气炉升温至810℃，保温3小时后，再将其浸入至浓度为10％硅酸钠溶液中进行淬火处理。
6)将淬火处理后的球状的预制件放置在电阻炉中升温至190°，保温5小时后出炉，自然冷却后得到合金磨球(即钢球)。
实施例6
1)对熔炼炉中熔炼的钢水进行初步调质后，将钢水放在钢包精炼炉中进行精炼，对精炼后的钢水进行微量调质、脱氧、脱硫、除杂及合金化，使钢水的成分为：以重量百分含量计，碳为0.95％，硅为0.40％，锰为0.55％，铬为1.2％，钼为0.30％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁。
2)在钢包中加入硼和稀土，将步骤1)得到的钢水出炉后倒入钢包中孕育沸腾使硼和稀土充分溶解，且溶解后所得钢水中的硼为0.08％，稀土为0.40％。
3)将步骤2)得到的钢水倒入模具中成型并冷却，得到直径为100mm的钢棒(即，棒状的耐磨合金钢毛坯)。
4)将步骤3)中的钢棒加热至870℃后，将钢棒轧制成直径为100mm的球状预制件。
5)将直径为100mm的球状预制件放置在天然气炉升温至820℃，保温3小时后，再将其浸入至冷却水中进行淬火处理。
6)将淬火处理后的球状的预制件放置在电阻炉中升温至210℃，保温5小时后出炉，自然冷却后得到合金磨球(即钢球)。
对比例1
该对比例为现有市场上的一种轧制耐磨钢球，该耐磨钢球的成分，以重量百分含量计，碳为0.60％，硅为1.7％，锰为0.60％，铬为0.80％，镍为0.02％，硫为0.005％，磷为0.15％，铜为0.01％，余量为铁。
该对比例中的耐磨钢球的表面硬度和芯部硬度如表1所示。
对比例2
该对比例为现有市场上的一种轧制耐磨钢球，该耐磨钢球的成分，以重量百分含量计，碳为0.64％，硅为0.22％，锰为0.59％，铬为0.04％，镍为0.03，硫为0.025％，磷为0.012％，铜为0.08％，余量为铁。
该对比例中的耐磨钢球的表面硬度和芯部硬度如表1所示。
对比例3
该对比例为现有市场上的一种轧制耐磨钢球，该耐磨钢球的成分，以重量百分含量计，碳为0.76％，硅为0.26％，锰为0.75％，铬为0.50％，镍为0.02，硫为0.004％，磷为0.012％，铜为0.01％，余量为铁。
该对比例中的耐磨钢球的表面硬度和芯部硬度如表1所示。
采用洛氏硬度计对实施例1-实施例6所制备合金磨球的表面硬度和芯部硬度进行测试(每个实施例中分别选取5个样品进行测试)，测试结果如表1所示。
表1
从表1可以看出：
(1)现有市场上的耐磨钢球(对比例1-对比例3中的耐磨钢球)的表面硬度和芯部硬度相差较大，耐磨性差。与现有的耐磨钢球相比，本发明实施例制备的合金磨球的硬度较高，且表面硬度和芯部硬度相差较小，耐磨性好。
(2)从实施例1和实施6可以看出，淬火液使用10％的硅酸钠溶液，不仅能实现淬火不裂纹，还能使最终得到的合金磨球的硬度、耐磨性好。
用冲击试验机分别对实施例1-实施例6制备的合金磨球及对比例1-对比例3的合金磨球抽样进行10×10×55mm无缺口试验。
测试结果为：实施例1制备的合金磨球冲击韧性为2.5J/cm2，实施例2制备的合金磨球冲击韧性为2.3J/cm2，实施例3制备合金磨球冲击韧性为2.4J/cm2，实施例4制备的合金磨球冲击韧性为2.7J/cm2，实施例5制备的合金磨球冲击韧性为2.6J/cm2，实施例6制备的合金磨球冲击韧性为2.1J/cm2。对比例1-对比例3中的合金磨球冲击韧性基本都为1.5J/cm2。故本发明实施例制备的合金磨球的冲击韧性优异，其破裂率低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种耐磨合金钢，其特征在于，以重量百分含量计，所述耐磨合金钢包括以下物质：
碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％，稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐磨合金钢，其特征在于，所述耐磨合金钢还包括0.05-0.06％的镍。
3.一种耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对钢水进行调质，使所述钢水的成分为，以重量百分含量计，碳为0.90-1.00％，硅为0.35-0.45％，锰为0.50-0.60％，铬为1.1-1.3％，钼为0.25-0.35％，硼为0.07-0.09％,稀土为0.3-0.5％，硫为0-0.016％，磷为0-0.015％，铜为0-0.06％，余量为铁和不可避免的杂质；
将调质后的钢水倒入设定规格的模具中成型并冷却，得到耐磨合金钢毛坯；
将所述耐磨合金钢毛坯升温至800-900℃后，将其轧制成设定形状的预制件；
将所述预制件升温至800-860℃，保温3-5小时后浸入淬火液中进行淬火处理；
将淬火后的预制件放在电阻炉中，在190-210℃下保温处理5-6小时，出炉后冷却，得到耐磨合金钢。
4.根据权利要求3所述的耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，对钢水进行调质后，钢水还包括0.05-0.06％的镍。
5.根据权利要求3所述的耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，对钢水进行调质的步骤之前还包括：
将废钢、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁在熔炼炉中熔炼成钢水。
6.根据权利要求3所述的耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，对所述钢水进行调质的步骤包括：
在熔炼炉中，对所述钢水进行第一次调质；
将第一次调质后的钢水转移到精炼炉中进行精炼；
对精炼后的钢水进行第二次调质。
7.根据权利要求3所述的耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，所述淬火液选用浓度为5-15％的硅酸钠溶液。
8.一种耐磨合金钢，其特征在于，所述耐磨合金钢由权利要求2-7任一项所述的耐磨合金钢的制备方法制备而成。
9.一种合金磨球，其特征在于，所述合金磨球的材质为权利要求1或8所述的耐磨合金钢。
10.根据权利要求9所述的合金磨球，所述合金磨球采用权利要求2-7任一项所述的耐磨合金钢的制备方法制备而成；
其中，所述设定形状为球形；所述耐磨合金钢毛坯的形状为棒状、矩形状、圆柱状、平板状中的任一种。
CN201510073740.2A 2015-02-12 2015-02-12 一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法 Pending CN104651730A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510073740.2A CN104651730A (zh) 2015-02-12 2015-02-12 一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510073740.2A CN104651730A (zh) 2015-02-12 2015-02-12 一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104651730A true CN104651730A (zh) 2015-05-27

Family

ID=53243366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510073740.2A Pending CN104651730A (zh) 2015-02-12 2015-02-12 一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104651730A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105331902A (zh) * 2015-11-06 2016-02-17 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种低铬耐磨钢球
CN110117749A (zh) * 2019-05-07 2019-08-13 徐州天太机械制造有限公司 一种球墨铸件用高强度合金材料及其制备方法
CN111235471A (zh) * 2019-12-12 2020-06-05 上海波赫驱动系统有限公司 一种低转速大扭矩径向马达用活塞材料及其制备方法
CN113943885A (zh) * 2021-10-20 2022-01-18 承德荣茂铸钢有限公司 一种矿山专用高耐磨高铬合金铸铁磨球的加工工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59107064A (ja) * 1982-12-13 1984-06-21 Nippon Steel Corp 耐食性鋼材
JP2002069581A (ja) * 2000-09-06 2002-03-08 Nippon Steel Corp 高強度圧延ｐｃ鋼棒およびその製造方法
CN101591753A (zh) * 2008-05-26 2009-12-02 侯贵慧 硫化耐热耐磨稀土合金钢及其制备方法和应用
WO2010095354A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 新日本製鐵株式会社 耐摩耗性および靭性に優れたパーライト系レール
CN104152813A (zh) * 2014-07-14 2014-11-19 安徽省三方耐磨股份有限公司 一种低铬多元合金铸球

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59107064A (ja) * 1982-12-13 1984-06-21 Nippon Steel Corp 耐食性鋼材
JP2002069581A (ja) * 2000-09-06 2002-03-08 Nippon Steel Corp 高強度圧延ｐｃ鋼棒およびその製造方法
CN101591753A (zh) * 2008-05-26 2009-12-02 侯贵慧 硫化耐热耐磨稀土合金钢及其制备方法和应用
WO2010095354A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 新日本製鐵株式会社 耐摩耗性および靭性に優れたパーライト系レール
CN104152813A (zh) * 2014-07-14 2014-11-19 安徽省三方耐磨股份有限公司 一种低铬多元合金铸球

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105331902A (zh) * 2015-11-06 2016-02-17 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种低铬耐磨钢球
CN110117749A (zh) * 2019-05-07 2019-08-13 徐州天太机械制造有限公司 一种球墨铸件用高强度合金材料及其制备方法
CN111235471A (zh) * 2019-12-12 2020-06-05 上海波赫驱动系统有限公司 一种低转速大扭矩径向马达用活塞材料及其制备方法
CN113943885A (zh) * 2021-10-20 2022-01-18 承德荣茂铸钢有限公司 一种矿山专用高耐磨高铬合金铸铁磨球的加工工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101775558B (zh) 一种铁铬硼铸造耐磨合金及其制造方法
CN102758144B (zh) 一种大规格高氮护环钢钢锭的生产方法
CN100519813C (zh) 高强韧性冷作模具钢及其制备方法
CN101450376B (zh) 水轮机导叶双精炼铸造方法
CN101607306B (zh) 水轮机固定导叶电渣熔铸方法
CN101445889A (zh) 高耐磨再生合成铸铁磨球及其生产方法
CN104372258A (zh) 一种CrNiMo高强度齿轮钢及其制备方法
CN101956140B (zh) 一种大型球磨机用衬板及其铸造方法
CN102925783A (zh) 一种过共晶高铬白口铸铁的制备方法
CN106367672B (zh) 一种球墨铸铁及其加工工艺
CN102925818A (zh) 一种抗腐蚀耐髙温轴承钢及其生产工艺
CN101880829A (zh) 新型镁合金热作模具钢
CN103627971B (zh) 大规格钎具用合金结构钢及其冶炼方法
CN103789600B (zh) 过共晶高铬铸铁制备方法
CN115612929A (zh) 一种稠油热采井用石油套管及其制备方法
CN102400032B (zh) 一种大断面球墨铸铁
CN105506442A (zh) 一种Si-Mn合金化耐磨球铁磨球及其制备方法
CN103993246A (zh) 一种低合金球磨机耐磨衬板及其制备方法
CN104651730A (zh) 一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法
CN108048737A (zh) 钻采提升设备主承载件用钢及其制备方法
CN109881121A (zh) 一种耐氯离子腐蚀的高强度抗震钢筋及其生产方法和用途
CN105970084B (zh) 一种耐张线夹及其制备方法
CN105296856A (zh) 特高压专用电塔高强钢
CN103484794B (zh) 一种多元合金铸铁的制备方法
CN105821312B (zh) 一种低碳中合金湿式球磨机用衬板及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20171222

AD01 Patent right deemed abandoned