一種低微錳鑄造磨球

《一種低微錳鑄造磨球》是寧國東方碾磨材料股份有限公司於2014年7月15日申請的發明專利，該專利申請號為2014103367332，公布號為CN104109796A，專利公布日為2014年10月22日，發明人是趙金斌、楊霄、葛興洋。

《一種低微錳鑄造磨球》所述磨球各組分按質量分數如下：C：2.1～2.8％；Si：0.3～0.8％；Mn：0.08～0.6％；Cr：10～23％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.03～0.06％；餘量為Fe；並按以下方式進行製備：S1：按質量分數稱取各原料，熔煉後進行澆注成型，得到鑄造磨球半成品；S2：將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。該發明的鑄造磨球，其綜合性能好。

2019年5月16日，《一種低微錳鑄造磨球》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。

基本介紹

• 中文名：一種低微錳鑄造磨球
• 公布號：CN104109796A
• 公布日：2014年10月22日
• 申請號：2014103367332
• 申請日：2014年7月15日
• 申請人：寧國東方碾磨材料股份有限公司
• 地址：安徽省宣城市寧國市寧陽西路47號
• 發明人：趙金斌、楊霄、葛興洋
• 代理機構：合肥市長遠專利代理事務所
• 代理人：程篤慶、黃樂瑜
• Int.Cl.：C22C37/10(2006.01)I、C21D9/36(2006.01)I、C21D1/18(2006.01)I、C21D5/00(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

鑄造磨球是建材、化工、冶金、選礦、水泥、火電等行業常用的耐磨材料，其以優良的耐磨性能而深受大型企業集團的青睞。但是，現有技術中，熱處理工藝不夠完善，工藝生產的鑄造磨球存在淬透性不足、硬度不均等缺陷，因而往往需要添加貴金屬以提高淬透性，因此，增加了鑄造磨球的生產成本。因此，需要對熱處理工藝進行改進，從而提高鑄造鋼球的綜合性能，並降低鑄造磨球的生產成本。

發明內容

專利目的

《一種低微錳鑄造磨球》目的在於克服2014年7月之前技術的不足，提供了一種低微錳鑄造磨球，綜合性能高。

技術方案

《一種低微錳鑄造磨球》所述磨球各組分按質量分數如下：

C：2.1～2.8％；Si：0.3～0.8％；Mn：0.08～0.6％；Cr：10～23％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.03～0.06％；餘量為Fe；並按以下方式進行製備：

S1：按質量分數稱取各原料，熔煉後進行澆注成型，得到鑄造磨球半成品；

S2：將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

優選地，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至520℃保溫150分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

優選地，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至750℃保溫150分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

優選地，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至920℃保溫150分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

優選地，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至1000℃保溫150分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

優選地，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為100℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為8分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

優選地，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以60℃/小時的升溫速率從室溫升溫至350℃保溫480分鐘後，460分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

改善效果

《一種低微錳鑄造磨球》通過對鑄造磨球的成分進行最佳化，對P和S的含量進行控制，降低兩者對鑄造磨球性能帶來的不利影響，對Mn和Cr的含量進行最佳化，改善了鑄造磨球的耐磨性和硬度；對鑄造磨球的熱處理工藝進行了改進，進行不同溫度區間的分段熱處理方式，先採用四階段逐步升溫熱處理方式，並控制不同階段的熱處理溫度和熱處理時間，改善鑄造磨球的合金強化相分布，提高鑄造磨球的淬透性，以油淬的方式進行淬火併最佳化了油淬的油溫和淬火時間，提升鑄造磨球的性能均勻性，油淬之後對鑄造磨球進行回火處理，對回火工藝進行了改善，控制了回火過程中的升溫速率、回火溫度、回火時間和冷卻方式，提升了回火效果；因此，通過對鑄造磨球的成分和熱處理工藝進行最佳化，提高了鑄造磨球的綜合性能，並降低鑄造磨球的生產成本。

技術領域

《一種低微錳鑄造磨球》涉及鑄造磨球技術領域，尤其涉及一種低微錳鑄造磨球。

權利要求

1.《一種低微錳鑄造磨球》所述磨球各組分按質量分數如下：

C：2.1～2.8％；Si：0.3～0.8％；Mn：0.08％；Cr：23％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.03～0.06％；餘量為Fe；並按以下方式進行製備：S1：按質量分數稱取各原料，熔煉後進行澆注成型，得到鑄造磨球半成品；S2：將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

2.根據權利要求1所述的低微錳鑄造磨球，其特徵在於，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至520℃保溫150分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

3.根據權利要求1所述的低微錳鑄造磨球，其特徵在於，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至750℃保溫150分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

4.根據權利要求1所述的低微錳鑄造磨球，其特徵在於，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至920℃保溫150分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

5.根據權利要求1所述的低微錳鑄造磨球，其特徵在於，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至1000℃保溫150分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

6.根據權利要求1所述的低微錳鑄造磨球，其特徵在於，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為100℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為8分鐘，油淬後放入保溫爐中以20～100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300～380℃保溫470～490分鐘後，450～470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

7.根據權利要求1所述的低微錳鑄造磨球，其特徵在於，在S2中，將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510～530℃保溫140～160分鐘後，升溫至740～760℃保溫140～160分鐘後，升溫至880～960℃保溫140～160分鐘後，升溫至970～1040℃保溫140～160分鐘後，在油溫為75～120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3～14分鐘，油淬後放入保溫爐中以60℃/小時的升溫速率從室溫升溫至350℃保溫480分鐘後，460分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

實施方式

該發明所公開的低微錳鑄造磨球，各實施例中組分的質量分數如表1所示：

表1為各實施例的鑄造磨球各組分的質量分數/％

/	實施例1	實施例2	實施例3
C	2.5	2.1	2.8
Si	0.5	0.3	0.8
Mn	0.4	0.6	0.08
Cr	18	10	23
P	0.02	0.03	0.02
S	0.02	0.02	0.03
Al	0.04	0.06	0.03
Fe	餘量	餘量	餘量

• 實施例1

按以下步驟進行製備：

S1：按質量分數稱取各原料，熔煉後進行澆注成型，得到鑄造磨球半成品；

S2：將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至520℃保溫150分鐘後，升溫至750℃保溫150分鐘後，升溫至920℃保溫150分鐘後，升溫至1000℃保溫150分鐘後，在油溫為100℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為8分鐘，油淬後放入保溫爐中以60℃/小時的升溫速率從室溫升溫至350℃保溫480分鐘後，460分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

• 實施例2

按以下步驟進行製備：

S1：按質量分數稱取各原料，熔煉後進行澆注成型，得到鑄造磨球半成品；

S2：將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至530℃保溫140分鐘後，升溫至760℃保溫140分鐘後，升溫至960℃保溫140分鐘後，升溫至1040℃保溫140分鐘後，在油溫為120℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為14分鐘，油淬後放入保溫爐中以100℃/小時的升溫速率從室溫升溫至380℃保溫470分鐘後，470分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

• 實施例3

按以下步驟進行製備：

S1：按質量分數稱取各原料，熔煉後進行澆注成型，得到鑄造磨球半成品；

S2：將S1中獲得的磨球半成品入爐升溫至510℃保溫160分鐘後，升溫至740℃保溫160分鐘後，升溫至880℃保溫140分鐘後，升溫至970℃保溫140分鐘後，在油溫為75℃的淬火油中進行油淬，淬火時間為3分鐘，油淬後放入保溫爐中以20℃/小時的升溫速率從室溫升溫至300℃保溫490分鐘後，450分鐘緩慢降溫至室溫，得到鑄造磨球。

實施例1-3中，測試製得的鑄造磨球的各項性能，性能數據如表2所示。

/	HRC	衝擊韌度/焦·平方厘米	球心與表面HRC差	破碎率/％
實施例1	63	4.6	1.4	0.28
實施例2	61	4.5	1.5	0.30
實施例3	62	4.5	1.5	0.29

上述表2中數據表明，該發明所公開的鑄造磨球具有良好綜合性能。

榮譽表彰

2019年5月16日，《一種低微錳鑄造磨球》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。