(71)申请人美利林科技,攀枝花,有限公司地址617100四川省攀枝花市盐边县钒钛产业开发区

　　本发明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,工件常规使用的寿命延长。

　　2.如权利要求1中所述的球磨机用高韧性钢锻制备工艺,其特征是,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,

　　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,其特征是,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2中所述的球磨机用高韧性钢锻制备工艺,其特征是,S1中所述锆合金可使用Zr‑1Nb和Zr‑2.5Nb中的一种或两种。

　　5.如权利要求2中所述的球磨机用高韧性钢锻制备工艺,其特征是,S1中所述熔炼温度为1500,1560℃。

　　6.如权利要求2中所述的球磨机用高韧性钢锻制备工艺,其特征是,S1中所述浇注温度为1420,1450℃。

　　7.如权利要求2中所述的球磨机用高韧性钢锻制备工艺,其特征是,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

　　[0001]本发明涉及耐磨材料领域,尤其涉及一种球磨机用高韧性钢锻及其制备工艺。

　　[0002]球磨机是多种基本的建设行业中普遍的使用的粉磨设备,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常规使用的寿命及研磨效果,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。

　　[0003]本发明的发明目的是,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,工件常规使用的寿命延长。

　　[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

　　[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,

　　[001 1] 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

　　[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,其特征是,S1中所述浇注温度为1420,1450℃。

　　[0019] 本发明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显而易见地下降,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能加强基体的屈服强度,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收到外部作用力作用时发生脱落。

　　[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。

　　[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℃/min的升温速率升温至770℃,保温35min,以

　　3.5℃/min的升温速率升温至960℃,保温3小时后,通过水淬方式进行淬火工艺,当降温至720℃时,再升温至950℃,保温1小时后,再次对铸件以油淬方式进行淬火工艺,降温至530℃,保温2小时后,在空气中冷却至室温,得到锻钢坯体,

　　[0026] 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

　　[0028] 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。

　　[0032] 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1560℃,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,

　　[0033] 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7.5℃/min 的升温速率升温至430℃,保温35min,以5.5℃/min的升温速率升温至790℃,保温25min,以

　　4.5℃/min的升温速率升温至940℃,保温3小时后,通过水淬方式进行淬火工艺,当降温至760℃时,再升温至910℃,保温2小时后,再次对铸件以油淬方式进行淬火工艺,降温至500℃,保温2小时后,在空气中冷却至室温,得到锻钢坯体,

　　[0034] 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

　　[0035] S4,将经过淬火工艺得到的锻钢坯体进行低温回火,将锻钢坯体升温至240℃,保温25min,升温至290℃,保温45min,升温至325℃,保温50min,升温至415℃,保温70min,升温至570℃,保温130min,空冷至室温,再加热至240℃,保温2h,得到锻钢基体,

　　[0036] 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。

　　[0040] 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1540℃,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,

　　[0041] 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7℃/min的升温速率升温至440℃,保温30min,以6℃/min的升温速率升温至783℃,保温30min,以4.2℃/min的升温速率升温至949℃,保温3小时后,通过水淬方式进行淬火工艺,当降温至740℃时,再升温至940℃,保温1 .5小时后,再次对铸件以油淬方式进行淬火工艺,降温至515℃,保温2小时后,在空气中冷却至室温,得到锻钢坯体,

　　[0042] 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

　　[0044] 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。

　　[0051] 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1470℃,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,

　　[0052] 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℃/min的升温速率升温至465℃,保温15min,以7℃/min的升温速率升温至800℃,保温25min,以3.5,5℃/min的升温速率升温至960℃,保温2小时后,通过水淬方式进行淬火工艺,降温至500℃,保温1.5小时后,在空气中冷却至室温,得到锻钢坯体,

　　[0053] 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

　　[0055] 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。

　　[0058] 通过表1可知,实施例1‑3在符合物料配比和工艺流程要求的情况下磨损量较小且较为稳定,且磨损量均低于对比例1与对比例2,在高韧性钢锻中加入多种合金以改善锻钢性能,增加其强度、韧性与耐磨性,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界的力的作用时发生脱落。将试样加热至940℃后分别进行双介质淬火,得到的组织为细密的马氏体组织,在冲击磨损工况下,对比例2的磨损量大于实施例1 ,这是由于大量的马氏体硬脆相组织不利于抵抗磨损,从而造成冲击磨损性能的下降,通过在较低的贝氏体相变温度区进行等温处理能够得到综合力学性能更好的贝马复相组织,从而获得更好的耐磨性。

　　[0059] 本说明书里面公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

　　[0060] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。