一種球磨機用鍍層耐磨球及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種球磨機用鍍層耐磨球及其制備方法，該耐磨球包括熔覆層與耐磨球基體，耐磨球基體其原料包括以下成分：C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Al、Mg、B、Ti、Zr、Nb、Mo、V、Sc、P、Fe及不可避免的雜質。在制備過程中，采用等離子熔覆技術和激光熔覆技術，在耐磨球基體表面覆上兩層熔覆層，結合冷處理與低溫回火技術得到所述球磨機用鍍層耐磨球。本發明專利技術提出的一種球磨機用鍍層耐磨球，該耐磨球鍍上兩層熔覆層，具有強度高、硬度大、抗氧化性與耐腐蝕性好、磨耗低、使用壽命長等優點。

【技術實現步驟摘要】
一種球磨機用鍍層耐磨球及其制備方法
本專利技術涉及耐磨材料
，尤其涉及一種球磨機用鍍層耐磨球及其制備方法。
技術介紹
球磨機是水泥、電力、選礦、建材等行業中廣泛應用的粉磨設備，耐磨球作為球磨機中的粉碎介質，用于粉碎球磨機中的物料，其廣泛用于水泥、電力、選礦、建材等行業。近年來，隨著我國工業的迅速發展，耐磨球的消耗量很大。因此改善耐磨球性能，降低耐磨球磨耗，提高其使用壽命，將會產生很大的經濟效益。
技術實現思路
基于
技術介紹
存在的技術問題，本專利技術提出了一種球磨機用鍍層耐磨球及其制備方法，該耐磨球鍍上兩層熔覆層，具有強度高、硬度大、抗氧化性與耐腐蝕性好、磨耗低、使用壽命長等優點。本專利技術提出了一種球磨機用鍍層耐磨球，包括熔覆層與耐磨球基體，耐磨球基體其原料按質量分數包括以下成分：C：0.5～1.1％、Si：0.5～0.8％、Mn：1.2～1.6％、Cr：10.5～13％、Ni：0.65～0.95％、Cu：0.4～0.6％、Al：0.2～0.6％、Mg：0.1～0.3％、B：0.3～0.5％、Ti：0.2～0.45％、Zr：0.05～0.15％、Nb：0.02～0.045％、Mo：0.4～0.7％、V：0.05～0.15％、Sc：0.02～0.05％、P≤0.015％，其余為Fe及不可避免的雜質。本專利技術還提出了一種球磨機用鍍層耐磨球的制備方法，包括以下步驟：S1、將廢鋼、錳鐵合金置于中頻感應爐中進行熔煉，再加入稀土合金、生鐵、鉻鐵合金、釩鐵合金和鎢鐵合金，經脫氧、扒渣、澆注，得到耐磨球坯體；S2、將耐磨球坯體淬火處理，然后空冷至室溫后進行低溫回火得到耐磨球基體；S3、將耐磨球基體經等離子熔覆、激光熔覆后得到初級耐磨球；S4、將初級耐磨球經低溫回火后得到所述球磨機用鍍層耐磨球。優選地，在S1中，具體步驟如下：將廢鋼、錳鐵合金、鉻鐵合金和硼鐵合金置于中頻感應爐中進行熔煉，升溫至1460～1490℃，保溫20～35min，再加入稀土合金、生鐵、釩鐵合金和鎢鐵合金，升溫至1520～1550℃，保溫30～45min，經脫氧、扒渣、澆注，得到耐磨球坯體。優選地，在S3中，具體步驟如下：將等離子熔覆粉末與粘結劑混合均勻后制成膏狀，然后涂覆在經打磨清洗后的耐磨球基體表面，在150～180℃下烘干，放入等離子裝置中進行等離子熔覆；所述等離子熔覆工藝參數具體如下：離子氣體流量為2～3L/min，保護氣體為氬氣且氬氣流量為6.5～7.5L/min，轉移弧電壓為30～35V，轉移電流為80～100A，噴距為13～16mm，功率為1.3～1.6KW，掃描速度為5.5～7mm/s，等離子弧光斑直徑為1.5～3mm，等離子熔覆層厚度為1.2～1.8mm；然后用激光熔覆技術將Ni基合金混合粉末熔覆在S3等離子熔覆后的耐磨球基體上，得到初級耐磨球；所述激光熔覆技術工藝參數為：同步送粉，單道掃描，氬氣保護激光池，光斑直徑為2.1～2.7mm，掃描速度為5.2～6mm/s，功率為1.22～1.32KW，激光熔覆層厚度為1.2～1.8mm。優選地，在S3中，激光熔覆過程采用同步送粉法。優選地，在S3中，等離子熔覆粉末的粒徑為50～200nm，其按質量分數包括以下成分：Ni：10～13.5％、Cr：15.5～19.5％、Mn：2.2～5％、W：0.8～1.5％、Co：4～9％、B：1.2～2.5％，其余為Fe及不可避免的雜質。優選地，在S3中，Ni基合金混合粉末由Ni基合金粉末與陶瓷粉末組成，其中，陶瓷粉末重量占Ni基合金混合粉末總重量的10.5～13％。優選地，Ni基合金粉末粒徑為120～200nm，其按質量分數包括以下成分：C：1.2～1.8％、Cr：15～18％、Mo：0.8～1.5％、Fe：5～9％、Y：0.08～0.15％、B：1.2～2.3％、Mn：3.5～5.2％、Si：0.3～1％、Sc：0.02～0.08％，其余為Ni及不可避免的雜質。優選地，陶瓷粉末粒徑為60～100nm，其按重量份包括以下組分：10～20份BN、10～20份TiN、25～35份WC、15～25份Cr3C2、10～20份B2O3、10-20份NiO、15～25份Al2O3。優選地，在S4中，具體步驟如下：將初級耐磨球升溫至150～180℃，保溫20～30min，升溫至210～250℃，保溫30～45min，升溫至290～340℃，保溫40～60min，升溫至380～420℃，保溫60～90min，升溫至450～500℃，保溫120～200min，空冷至室溫得到球磨機用鍍層耐磨球。本專利技術通過加入廢鋼、錳鐵合金、鉻鐵合金和硼鐵合金，為耐磨球具備良好的硬度、強度、韌性等力學性能奠定了基礎，稀土合金、生鐵、釩鐵合金和鎢鐵合金配合，細化組織晶粒，對耐磨球應力集中具有緩沖作用，提高耐磨球沖擊韌性、抗蠕變性及耐磨性能，在制備過程中，對耐磨球坯體進行熱處理，然后在耐磨球基體表面進行等離子熔覆和激光熔覆，等離子熔覆層選用Fe基合金粉末作為過渡層，其中，Ni、Cr、Mn、W、Co、B配合，提高耐磨球基體表層的強度、硬度與沖擊韌性，由于與耐磨球基體同是以Fe、Cr為主要元素，在等離子熔覆時兩者進行冶金結合，具有良好的結合強度，通過合理選擇等離子熔覆工藝參數，使等離子熔覆層中組織晶粒細化，與耐磨球基體達到良好的冶金結合，激光熔覆過程中選用Ni基合金混合粉末，包括Ni基合金粉末和陶瓷粉末，其中，Ni基合金粉末中的Ni、Sc、Si、Y配合，使激光熔覆層具有優異的耐腐蝕性與抗氧化性，Cr、W、B與C配合形成微小的碳化物，提高激光熔覆層的硬度、韌性與耐磨性，同時等離子熔覆層與Ni基合金混合粉末中的Ni基合金粉末生成Fe-B-Sc相、Fe-Co-Y相、Fe-Ni-Y相、Fe-Si-Sc相，提高兩涂層之間的結合強度，Ni基合金混合粉末中的陶瓷粉末為納米陶瓷粉末，陶瓷粉末中BN、TiN、WC、Cr3C2、B2O3、NiO、Al2O3彼此配合，消除了熔覆層中合金粉末本身的枝晶紊亂形態，整個熔覆層為致密細小的等軸晶結構，通過彌散強化、固溶強化以及激光快速加熱快速冷卻造成的晶粒細化等因素，使熔覆層的組織形態明顯改變，顯著提高耐磨球的硬度、耐高溫性能、耐腐蝕性能、抗氧化性能等性能；通過合理選擇等離子熔覆層粉末和激光熔覆層粉末的成分和含量，且合理設置等離子熔覆和激光熔覆的工藝參數，使熔覆層與耐磨球基體具有較高的結合強度與韌性，提高了耐磨球表面的平整度，同時使耐磨球的硬度與韌性得到同步提高；鍍層后將初級耐磨球進行多步升溫回火處理，消除其殘余應力，有效防止出現變形和開裂等現象，使殘留的奧氏體部分轉變為馬氏體、托氏體與索氏體，提高其耐磨性能及強度、硬度、沖擊韌性等力學性能，同時具有穩定組織，細化晶粒的作用，提高初級耐磨球表面的平整度與結合強度；本專利技術通過合理設定溫度和時間及各成分含量，實現成分設計所需達到的性能，使得熔覆層與耐磨球基體保持良好的冶金結合，沒有出現裂紋、孔洞等現象，綜合提高了耐磨球強度、硬度、韌性、抗沖擊性等力學性能，同時使得耐磨球具有良好的抗腐蝕性能、抗氧化性、耐磨性能，降低了耐磨球的磨耗，大大增加了耐磨球的使用壽命。本專利技術提出的球磨機用鍍層耐磨球，鍍上兩層熔覆層，具有強度高、硬度大、抗氧本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種球磨機用鍍層耐磨球，其特征在于，包括熔覆層與耐磨球基體，耐磨球基體其原料按質量分數包括以下成分：C：0.5～1.1％、Si：0.5～0.8％、Mn：1.2～1.6％、Cr：10.5～13％、Ni：0.65～0.95％、Cu：0.4～0.6％、Al：0.2～0.6％、Mg：0.1～0.3％、B：0.3～0.5％、Ti：0.2～0.45％、Zr：0.05～0.15％、Nb：0.02～0.045％、Mo：0.4～0.7％、V：0.05～0.15％、Sc：0.02～0.05％、P≤0.015％，其余為Fe及不可避免的雜質。

【技術特征摘要】
1.一種球磨機用鍍層耐磨球，其特征在于，包括熔覆層與耐磨球基體，耐磨球基體其原料按質量分數包括以下成分：C：0.5～1.1％、Si：0.5～0.8％、Mn：1.2～1.6％、Cr：10.5～13％、Ni：0.65～0.95％、Cu：0.4～0.6％、Al：0.2～0.6％、Mg：0.1～0.3％、B：0.3～0.5％、Ti：0.2～0.45％、Zr：0.05～0.15％、Nb：0.02～0.045％、Mo：0.4～0.7％、V：0.05～0.15％、Sc：0.02～0.05％、P≤0.015％，其余為Fe及不可避免的雜質。2.一種如權利要求1所述球磨機用鍍層耐磨球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、將廢鋼、錳鐵合金置于中頻感應爐中進行熔煉，再加入稀土合金、生鐵、鉻鐵合金、釩鐵合金和鎢鐵合金，經脫氧、扒渣、澆注，得到耐磨球坯體；S2、將耐磨球坯體淬火處理，然后空冷至室溫后進行低溫回火得到耐磨球基體；S3、將耐磨球基體經等離子熔覆、激光熔覆后得到初級耐磨球；S4、將初級耐磨球經低溫回火后得到所述球磨機用鍍層耐磨球。3.根據權利要求2所述球磨機用鍍層耐磨球的制備方法，其特征在于，在S1中，具體步驟如下：將廢鋼、錳鐵合金、鉻鐵合金和硼鐵合金置于中頻感應爐中進行熔煉，升溫至1460～1490℃，保溫20～35min，再加入稀土合金、生鐵、釩鐵合金和鎢鐵合金，升溫至1520～1550℃，保溫30～45min，經脫氧、扒渣、澆注，得到耐磨球坯體。4.根據權利要求2所述球磨機用鍍層耐磨球的制備方法，其特征在于，在S3中，具體步驟如下：將等離子熔覆粉末與粘結劑混合均勻后制成膏狀，然后涂覆在經打磨清洗后的耐磨球基體表面，在150～180℃下烘干，放入等離子裝置中進行等離子熔覆；所述等離子熔覆工藝參數具體如下：離子氣體流量為2～3L/min，保護氣體為氬氣且氬氣流量為6.5～7.5L/min，轉移弧電壓為30～35V，轉移電流為80～100A，噴距為13～16mm，功率為1.3～1.6KW，掃描速度為5.5～7mm/s，等離子弧光斑直徑為1.5～3mm，等離子熔覆層厚度為1.2～1.8mm；然后用激光熔覆技術將Ni基合金...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝光輝，
申請(專利權)人：蕪湖銳華暖通科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34