專利名稱：一種高碳低鉻錳合金鑄球的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鉻錳合金鑄球，尤其是一種高碳低鉻錳合金鑄球。
公知技術中磨球生產技術改進較快，主要有中錳球磨鑄鐵磨球、低碳白扣鑄鐵磨球、以及高鉻鑄鐵磨球等。這些公知技術中存在如下缺陷性能好的高鉻磨球表面硬度和體積硬度較高，分別為60-64(HRC下同)和55，抗沖擊性較低為3，同時制造成本及售價很高，達到5200元/噸；普通低鉻磨球表面硬度和體積硬度較低，分別為48-55和50，沖擊韌性為5，制造成本及售價較低，在4600元/噸左右。就制造工藝而言，離心磨球表面硬度53.7，心部硬度53.5，沖擊韌性3.9；金屬型磨球表面硬度52，中心硬度49.5，沖擊韌性2.5。由此可見，公知技術較難兼顧高硬度、高沖擊韌性、低破碎率、低磨耗和低成本等因素。
本發明的發明目的在于涉及一種高硬度、高沖擊韌性、低破碎率、低磨耗和低成本的合金磨球。
本發明發明目的是通過如下技術措施實現的合金包含碳C 3.0-3.9％，硅Si＜5.0％，錳Mn＜5.0％，硫S≤0.1％，磷P 0.06-0.12％，銅Cu＜5.0％，鉻Cr≤0.5％，鈦Ti≤0.12％，鎳Ni≤0..2％，鎂Mg≤0.06％，稀土Re≤0.06％。
由于加入了多種微量合金元素，較合理地解決了高硬度與高韌性之間的矛盾，使得該產品同時具備高硬度和高韌性兩種技術指標，同時由于具有較高的沖擊韌性，該產品的破碎率≤1％，低于國家3％的標準。該產品通過水泥、礦山等行業的工業性試驗表明，水泥生產磨耗為70-100克/噸；鐵礦生產磨耗為200-300克/噸，金礦生產磨耗為0.8-1.5公斤/噸，耐磨性是普通鑄球、鍛球的2-3倍。
以下通過實施例對本發明進一步說明實施例1合金包含碳C 3.4-3.7％，硅Si 2.7-2.9％，錳Mn 0.7-1.0％，硫S 0.02-0.05％，磷P 0.08-0.12％，銅Cu 0.8-1.0％，鉻Cr0.1-0.2％，鈦Ti0.08-0.12％，鎳Nio.1-0.2％，鎂Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％。
采用本實施例制成的磨球，加入低合金成分較多，以直徑100mm磨球為例，表面硬度為HRC55-60、心部硬度≥HRC53-58、體積硬度HRC57-59，沖擊韌性10-20J/cm2，成本約為3000元/噸，售價4000元左右，具有較好的價格性能比。
實施例2合金包含碳C 3.2-3.8％，硅Si 2.3-2.9％，錳Mn 0.5-0.8％，硫S≤0.1％，磷P≤0.1％，銅Cu 0.5-0.8％，鉻Cr 0.5％。
采用本實施例以準鑄態貝氏體磨球工藝采用高溫落砂，，快速淬火冷卻和貝氏體轉變溫度下充分保溫。以直徑100mm磨球為例，表面硬度為HRC52、心部硬度≥HRC43、表面與心部硬度差較大，成本約為2900元/噸，大批量生產時，淬火截至溫度不易控制，特別需要注意質量控制。
實施例3合金包含碳C 3.0-3.8％，硅Si、錳Mn和銅Cu三中成分總量為4.5-5.0％，硫S≤0.04％，磷P＜0.1％，鎂Mg0.03-0.06％，稀土Re0.02-0.04％。
采用本實施例以馬氏體球墨鑄鐵余熱淬火生產磨球，在型砂中冷卻到約900℃時開始直接淬入水中，以直徑100mm磨球為例，經檢測，表面硬度為HRC51-52、心部硬度HRC50，磨球裂紋傾向較重，成本約為2400元/噸，大批量生產時，淬火在高溫下擊斷澆冒口，特別需要注意嚴格控制鑄件溫度。
實施例3合金包含碳C 3.8％，硅Si 2.6％，錳Mn 0.6％，硫S 0.03％，磷P＜0.06％，銅Cu 0.4-0.6％，鎂Mg0.04％，稀土Re0.4-0.6％。
采用本實施例生產磨球，以直徑100mm磨球為例，經檢測，表面硬度為HRC55-60、心部硬度HRC35，耐磨性較差。成本約為2300元/噸。
實施例4合金包含碳C 3.4-3.9％，硅Si 2.0-2.6％，錳Mn 0.8-1.2％，硫S≤0.05％，磷P≤0.1％，銅Cu 0.2-0.3％，鉻Cr0.2-0.4％，鎂Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％。
采用本實施例生產磨球，以直徑90mm磨球為例，經檢測，表面硬度為HRC53-57、心部硬度與表面硬度插差不超過HRC3。成本約為2700元/噸。
權利要求
1.一種高碳低鉻錳合金鑄球，其特征在于，合金包含碳C 3.0-3.9％，硅Si＜5.0％，錳Mn＜5.0％，硫S≤0.1％，磷P 0.06-0.12％，銅Cu＜5.0％，鉻Cr≤0.5％，鈦Ti≤0.12％，鎳Ni≤0..2％，鎂Mg≤0.06％，稀土Re≤0.06％。
2.如權利要求1所述的一種高碳低鉻錳合金鑄球，其特征在于，合金包含碳C 3.4-3.7％，硅Si 2.7-2.9％，錳Mn 0.7-1.0％，硫S 0.02-0.05％，磷P 0.08-0.12％，銅Cu 0.8-1.0％，鉻Cr 0.1-0.2％，鈦Ti0.08-0.12％，鎳Nio.1-0.2％，鎂Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％，直徑100mm磨球，表面硬度為HRC55-60、心部硬度≥HRC53-58、體積硬度≥HRC57-59，沖擊韌性10-20J/cm2，。
3.如權利要求1所述的一種高碳低鉻錳合金鑄球，其特征在于，合金包含碳C 3.2-3.8％，硅Si 2.3-2.9％，錳Mn 0.5-0.8％，硫S≤0.1％，磷P≤0.1％，銅Cu 0.5-0.8％，鉻Cr 0.5％，直徑100mm磨球，表面硬度為HRC52、心部硬度≥HRC43。
4.如權利要求1所述的一種高碳低鉻錳合金鑄球，其特征在于，合金包含碳C 3.8％，硅Si 2.6％，錳Mn 0.6％，硫S 0.03％，磷P＜0.06％，銅Cu 0.4-0.6％，鎂Mg0.04％，稀土Re0.4-0.6％，直徑100mm磨球，表面硬度為HRC55-60、心部硬度HRC35。
5.如權利要求1所述的一種高碳低鉻錳合金鑄球，其特征在于，合金包含碳C 3.4-3.9％，硅Si 2.0-2.6％，錳Mn 0.8-1.2％，硫S≤0.05％，磷P≤0.1％，銅Cu 0.2-0.3％，鉻Cr0.2-0.4％，鎂Mg0.03-0.06％，稀土Re0.03-0.06％，直徑90mm磨球，表面硬度為HRC53-57、心部硬度與表面硬度差不超過HRC3。
全文摘要
一種高碳低鉻錳合金鑄球,包含碳C3.0－3.9%,硅Si<5.0%,錳Mn<5.0%,硫S≤0.1%,磷P0.06－0.12%,銅Cu<5.0%,鉻Cr≤0.5%,鈦Ti≤0.12%,鎳Ni≤0..2%,鎂Mg≤0.06%,稀土Re≤0.06%。較合理地解決了高硬度與高韌性之間的矛盾,同時具有較高的沖擊韌性,該產品的破碎率≤1%,低于國家3%的標準。該產品通過水泥、礦山等行業的工業性試驗表明,水泥生產磨耗為70－100克/噸;鐵礦生產磨耗為200－300克/噸,金礦生產磨耗為0.8－1.5公斤/噸,耐磨性是普通鑄球、鍛球的2－3倍。
文檔編號C22C37/08GK1367271SQ0110278
公開日2002年9月4日 申請日期2001年1月23日 優先權日2001年1月23日
發明者高守敬, 樊增強, 穆大偉, 袁章奇, 孫瑞立, 姚曉平, 李俊鵬, 張文勛, 謝建, 汪開龍, 李勇強, 李戰防, 吐爾遜, 王世彬, 焦新民, 努爾 申請人:新疆維吾爾自治區第三機床廠