一種中鉻多元合金耐磨球的制作方法

一種中鉻多元合金耐磨球的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種中鉻多元合金耐磨球，其組成包括：廢鋼、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、錳鐵、硅鐵、金屬鋅；其制備工藝中，真空熔覆工藝參數：溫度為1050-1250℃，時間為3-5h，真空度為5-6×10-4Pa，升溫時冷卻水進水水壓為0.45-0.55MPa，降溫前1min進水水壓為2.2-2.5MPa，120-145℃空冷出爐；一次激光熔覆工藝參數：激光功率1800-2300W，離焦量+(20-45)，掃描速度250-290mm/min，送粉電壓5-10V，送粉速度5-9.5g/min，氬氣流量200-280L/h；二次激光熔覆工藝參數：輸出功率1600-2500W，掃描速度20-50mm/s，光斑直徑5-10mm，熔覆層厚度2-3mm。本發明所述的耐磨球具有優異的抗腐蝕性、硬度、沖擊韌性、耐熱性和耐磨性。
【專利說明】一種中鉻多元合金耐磨球

【技術領域】
[0001] 本發明涉及耐磨材料【技術領域】，尤其涉及一種中鉻多元合金耐磨球。

【背景技術】
[0002] 耐磨球是一種用于球磨機中的粉碎介質，用于粉碎磨機中的物料，目前已經被廣 泛應用于冶金礦山、水泥建材、火力發電、煙氣脫硫、磁性材料、化工、水煤漿、球團礦、礦渣、 超細粉、粉煤灰、碳酸鈣、石英砂等行業球磨機中。
[0003] 耐磨球作為一種磨損材料應該具有下列性質：（1)高的硬度，高硬度的基體可以 抵抗磨粒對基體的微觀切削作用，在一定程度上體現了材料的耐磨性；(2)較高的塑韌性、 應變疲勞抗力、脆斷抗力和剝層疲勞抗力，高的塑韌性可以減少或者抑制裂紋的萌生和擴 展，特別是在高沖擊作用的工況下具有優異的抗斷裂破壞能力；（3)高的淬透性，材料的淬 透性高才能保證在大尺寸條件下材料整體組織均勻、性能穩定，耐磨性得予保證。
[0004] 現存耐磨球的耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性等性能欠佳，不能滿足現代社會對耐磨球 的要求，因此，選擇合適的成分、控制制備的工藝過程得到綜合性能強的耐磨球是目前研究 的熱點問題。


【發明內容】

[0005] 本發明提出了一種中鉻多元合金耐磨球，其具有優異的抗腐蝕性、硬度、沖擊韌 性、耐熱性和耐磨性。
[0006] 本發明提出了一種中鉻多元合金耐磨球，其原料按重量份數包括：廢鋼100份、鉻 鐵4-8份、鑰鐵1-1. 5份、釩鐵1-1. 3份、錳鐵0. 1-0. 3份、硅鐵0. 2-0. 6份、金屬鋅2-5份；
[0007] 根據上述原料配比，按照以下工藝進行制備中鉻多元合金耐磨球：
[0008] S1、將廢鋼加入到中頻感應熔煉爐中，并加熱至1490-15KTC，保溫25-50min后加 入鉻鐵、鑰鐵、釩鐵，待完全熔化后加入硅鐵、錳鐵和金屬鋅，升溫至1550-160(TC加熱至完 全熔化后得到鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯體；
[0009] S2、將S1中得到的耐磨球坯體放入電爐中，依次經過兩次熱處理得到耐磨球坯； 其中，一次熱處理過程具體如下：在50-55min內從室溫升溫至780-800°C，保溫30-60min， 在 25-30min 內升溫至 980-1040°C，保溫 20-30min，在 2-3min 內升溫至 1050-1080°C，保溫 12-15min，在 5min 內降溫至 1000-1040°C，保溫 5-8min，在 3-5min 內升溫至 1050-1080°C， 保溫5-8min，冷卻至室溫；二次熱處理過程具體如下：加熱至500-530°C，保溫20-35min，水 冷至室溫；加熱至500-530°C，保溫10_25min，空冷至室溫；
[0010] S3、將S2中得到的耐磨球坯用砂紙打磨，用丙酮清洗后用乙醇清洗；
[0011] S4、將S3中清洗后的耐磨球坯放入馬弗爐中，加熱至500-650°C，保溫15-30min 取出，將取出后的耐磨球坯與底層粉末放入真空碳管燒結爐中進行真空熔覆；所述底層粉 末其化學成分按質量分數包括：c :0· 2-0. 6%，B :0· 2-0. 5%，Si :L 9-2. 3%，Cr:20-25%， Fe:4-6%，W:5-8%，余量為Co ;所述真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為 1050-1250°C，真空熔覆燒結時間為3-5h，真空度為5-6X10_4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓 為0. 45-0. 55MPa，真空熔覆結束降溫前lmin調節進水水壓為2. 2-2. 5MPa，120-145°C空冷 出爐；
[0012] S5、將S4中進行真空熔覆后的耐磨球坯放入馬弗爐中，升溫至350-550°C保溫 5-15min取出；將取出后的耐磨球坯和過渡層粉末放入激光熔覆裝置中進行一次激光熔 覆；所述過渡層粉末其成分按質量分數包括：C :0. 5-1. 5%，B :0. 2-0. 4%，Si :1. 1-1. 5%， Cr :25-28%，W :7-10%，Ni :1-2%，Fe:1-2%，Mo:2. 5-3%，余量為 Co ;所述一次激光熔覆的 工藝參數具體如下：激光功率1800-2300W，離焦量+ (20-45)，掃描速度250-290mm/min，送 粉電壓5-10V，送粉速度5-9. 5g/min，氬氣流量200-280L/h ;
[0013] S6、將1-5份的Ni/WC粉末與80-100份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨5-8h 后在150-180°C的條件下保溫5-6h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分 數包括：C :0· 5-1. 3%，Cr :14-16%，B :0· 5-1. 2%，Si :0· 2-0. 8%，Fe :5-8%，W :34-36%， 余量為Ni ;所述鈷基合金粉末的化學組成按質量分數包括：C :0. 8-1. 0%，Cr :15-19%，W : 5-12%，B :0· 1-0. 6%，Si :1· 5-3. 0%，Fe :4-6%，余量為 Co ;
[0014] S7、將S6中得到的熔覆粉末與粘接劑混合調制成糊狀，均勻的涂抹在S5中經一 次激光熔覆后的耐磨球坯表面，厚度為1. 5-1. 8mm，然后放入烘箱中，設置烘箱的溫度為 250-350°C，保溫3-5h，得到預處理球；
[0015] S8、將S7中得到的預處理球放入激光熔覆裝置進行二次激光熔覆得到所述耐磨 球；所述二次激光熔覆的工藝參數具體如下：輸出功率1600-2500W，掃描速度20-50mm/s， 光斑直徑5-10_，熔覆層厚度2-3_。
[0016] 優選地，上述中鉻多元合金耐磨球，其原料按重量份數包括：廢鋼100份、鉻鐵6-9 份、鑰鐵1-1. 4份、釩鐵1-1. 2份、錳鐵0. 1-0. 2份、硅鐵0. 2-0. 5份、金屬鋅2-3份；進一步 優選為：廢鋼100份、鉻鐵7份、鑰鐵1. 3份、釩鐵1. 1份、錳鐵0. 16份、硅鐵0. 42份、金屬 鋅2. 2份。
[0017] 優選地，在S2中，一次熱處理過程具體如下：在53min內從室溫升溫至795°C，保 溫55min，在25min內升溫至1020°C，保溫25min，在2. 5min內升溫至1065°C，保溫13min， 在5min內降溫至1010°C，保溫6min，在4. 5min內升溫至1065°C，保溫6. 5min，冷卻至室 溫；二次熱處理過程具體如下：加熱至520°C，保溫25min，水冷至室溫；加熱至520°C，保溫 20min，空冷至室溫。
[0018] 優選地，在S4中，所述底層粉末其化學成分按質量分數包括：C :0. 5%，B 22%， Si :2. 1%，Cr:23%，Fe:4. 8%，W :6. 5%，余量為 Co。
[0019] 優選地，在S4中，所述真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為 1155°C，真空熔覆燒結時間為4h，真空度為5. 4X l(T4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓為 0. 5MPa，真空熔覆結束降溫前lmin調節進水水壓為2. 3MPa，138°C空冷出爐。
[0020] 優選地，在S5中，所述過渡層粉末其成分按質量分數包括：C :1. 2%，B :0. 33%， Si:l. 35%，Cr :26%，W :8. 5%，Ni :1. 4%，Fe:l. 6%，Μο:2· 7%，余量為 Co。
[0021] 優選地，在S5中，所述一次激光熔覆的工藝參數具體如下：激光功率2256W，離焦 量+35,掃描速度268mm/min，送粉電壓8V，送粉速度7. 3g/min，氬氣流量256L/h。
[0022] 優選地，在S6中，將3份的Ni/WC粉末與95份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨 6. 5h后在155°C的條件下保溫5. 3h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分數 包括：C :1. 1%，Cr :15%，B :0· 9%，Si :0· 7%，Fe :6· 3%，W :35· 2%，余量為 Ni。
[0023] 優選地，在S6中，所述鈷基合金粉末的化學組成按質量分數包括：C :0. 92%, Cr : 16. 3%，W :7. 3%，B :0· 2%，Si :2. 2%，Fe :4. 8%，余量為 Co。
[0024] 優選地，在S8中，所述二次激光熔覆的工藝參數具體如下：輸出功率2358W，掃描 速度35mm/s，光斑直徑8mm，烙覆層厚度2. 5mm。
[0025] 本發明所述中鉻多元合金耐磨球的熱處理工藝中，采取了不同的升溫速率，防止 了奧氏體中析出較多的碳化物，同時防止了奧氏體大量分解為共析組織，提高了耐磨球的 性能；熱處理之后進行了真空熔覆和激光熔覆對耐磨球的表面進行了改性處理，合理的采 用了不同的底層粉末、過渡層粉末和熔覆層粉末，在維持耐磨球硬度的同時提高了各層之 間的粘著性，提高了各層的平整度；底層粉末中含有少量的Si、B元素，在底層中含有少量 的硼化物和碳化物硬質相，降低了 B元素的晶間偏聚，減少了裂紋的產生；在過渡層的熔覆 過程中，底層會再次熔化，造成底層和過渡層中的合金元素擴散、互熔，形成對流傳質的效 果，提高了兩者的結合強度；之后的熔覆粉末中添加了 Ni/WC粉末，熔覆層內的殘余應力變 小，單位長度上的裂紋密度變小，抑制了裂紋的產生并最終消除了裂紋的產生；同時Ni/WC 對鈷基熔覆層起到了彌散強化的作用，抵御了試樣對熔覆層的滑擦推碾力，使熔覆層的抗 磨損能力顯著升高，同時提高了耐磨球的性能；采用底層、過渡層和熔覆層的工藝，實現了 底層、過渡層和熔覆層顯微硬度的平穩過渡，得到了綜合性能好的耐磨球。

【具體實施方式】
[0026] 下面結合具體實施例對本發明做出詳細說明，應當了解，實施例只用于說明本發 明，而不是用于對本發明進行限定，任何在本發明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發 明的保護范圍內。
[0027] 實施例1
[0028] 本發明所述中鉻多元合金耐磨球，其原料按重量份數包括：廢鋼100份、鉻鐵5份、 鑰鐵1. 35份、釩鐵1. 3份、錳鐵0. 1份、硅鐵0. 35份、金屬鋅2份；
[0029] 根據上述原料配比，按照以下工藝進行制備中鉻多元合金耐磨球：
[0030] S1、將廢鋼加入到中頻感應熔煉爐中，并加熱至1498°C，保溫30min后加入鉻鐵、 鑰鐵、釩鐵，待完全熔化后加入硅鐵、錳鐵和金屬鋅，升溫至1583°C加熱至完全熔化后得到 鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯體；
[0031] S2、將S1中得到的耐磨球坯體放入電爐中，依次經過兩次熱處理得到耐磨球坯； 其中，一次熱處理過程具體如下：在50min內從室溫升溫至792°C，保溫42min，在26min內 升溫至l〇〇〇°C，保溫26min，在2min內升溫至1080°C，保溫12min，在5min內降溫至1040°C, 保溫5min，在3min內升溫至1065°C，保溫6. 5min，冷卻至室溫；二次熱處理過程具體如下： 加熱至513°C，保溫31min，水冷至室溫；加熱至530°C，保溫lOmin，空冷至室溫；
[0032] S3、將S2中得到的耐磨球坯用砂紙打磨，用丙酮清洗后用乙醇清洗；
[0033] S4、將S3中清洗后的耐磨球坯放入馬弗爐中，加熱至500°C，保溫30min后取出， 將取出后的耐磨球坯與底層粉末放入真空碳管燒結爐中進行真空熔覆；所述底層粉末其化 學成分按質量分數包括：C :0. 33%，B :0. 5%，Si :2. 1%，Cr:20%，Fe:4%，W :8%，余量為 Co ;所述真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為1250°C，真空熔覆燒結時間 為3h，真空度為6 X 10_4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓為0. 55MPa，真空熔覆結束降溫前lmin 調節進水水壓為2. 35MPa，132°C空冷出爐；
[0034] S5、將S4中進行真空熔覆后的耐磨球坯放入馬弗爐中，升溫至350°C保溫15min 取出，將取出后的耐磨球坯和過渡層粉末放入激光熔覆裝置中進行一次激光熔覆；所述過 渡層粉末其成分按質量分數包括：c :0. 5%，B :0. 4%，Si:l. 5%，Cr :25%，W :8%，Ni :1%， Fe:1. 7%，Mo:2. 5%，余量為Co ;所述一次激光熔覆的工藝參數具體如下：激光功率2086W， 離焦量+20,掃描速度263mm/min，送粉電壓10V，送粉速度9. 5g/min，氬氣流量280L/h ;
[0035] S6、將5份的Ni/WC粉末與100份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨6. 3h后在 180°C的條件下保溫5h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分數包括：C : 0· 5%，Cr :16%，B :0· 83%，Si :0· 71%，Fe :5%，W :35· 3%，余量為 Ni ;所述鈷基合金粉末 的化學組成按質量分數包括：C :1· 0%，Cr :16· 7%，W :5%，B :0· 1%，Si :1· 5%，Fe :4%，余 量為Co ;
[0036] S7、將S6中得到的熔覆粉末與粘接劑混合調制成糊狀，均勻的涂抹在S5中經一次 激光熔覆后的耐磨球坯表面，厚度為1. 6_，然后放入烘箱中，設置烘箱的溫度為350°C，保 溫3h，得到預處理球；
[0037] S8、將S7中得到的預處理球放入激光熔覆裝置進行二次激光熔覆得到所述耐磨 球；所述二次激光熔覆的工藝參數具體如下：輸出功率2500W，掃描速度50mm/s，光斑直徑 6mm,烙覆層厚度2mm。
[0038] 實施例2
[0039] 本發明所述中鉻多元合金耐磨球，其原料按重量份數包括：廢鋼100份、鉻鐵7. 6 份、鑰鐵1份、釩鐵1. 25份、錳鐵0. 3份、硅鐵0. 2份、金屬鋅3份；
[0040] 根據上述原料配比，按照以下工藝進行制備中鉻多元合金耐磨球：
[0041] S1、將廢鋼加入到中頻感應熔煉爐中，并加熱至1490°C，保溫50min后加入鉻鐵、 鑰鐵、釩鐵，待完全熔化后加入硅鐵、錳鐵和金屬鋅，升溫至1550°C加熱至完全熔化后得到 鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯體；
[0042] S2、將S1中得到的耐磨球坯體放入電爐中，依次經過兩次熱處理得到耐磨球坯； 其中，一次熱處理過程具體如下：在55min內從室溫升溫至780°C，保溫60min，在25min 內升溫至980 °C，保溫30min，在2. 3min內升溫至1050 °C，保溫15min，在5min內降溫至 1010°C，保溫7min，在5min內升溫至1080°C，保溫5min，冷卻至室溫；二次熱處理過程具體 如下：加熱至500°C，保溫35min，水冷至室溫；加熱至522°C，保溫13min，空冷至室溫；
[0043] S3、將S2中得到的耐磨球坯用砂紙打磨，用丙酮清洗后用乙醇清洗；
[0044] S4、將S3中清洗后的耐磨球坯放入馬弗爐中，加熱至580°C，保溫19min后取出， 將取出后的耐磨球坯與底層粉末放入真空碳管燒結爐中進行真空熔覆；所述底層粉末其化 學成分按質量分數包括：C :0· 6%，B :0· 42%，Si :1· 9%，Cr:25%，Fe:4. 3%，W :5%，余量 為Co ;所述真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為1203°C，真空熔覆燒結時 間為4. 2h，真空度為5X 10_4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓為0. 51MPa，真空熔覆結束降溫前 lmin調節進水水壓為2. 5MPa，120°C空冷出爐；
[0045] S5、將S4中進行真空熔覆后的耐磨球坯放入馬弗爐中，升溫至550°C保溫5min 取出，將取出后的耐磨球坯和過渡層粉末放入激光熔覆裝置中進行一次激光熔覆；所述過 渡層粉末其成分按質量分數包括：c :0. 8 %，B :0. 32 %，Si : 1. 1 %，Cr :28 %，W :7 %，Ni : 1.6%，Fe:2%，M〇:3%，余量為Co ;所述一次激光熔覆的工藝參數具體如下：激光功率 2300W，離焦量+32,掃描速度290mm/min，送粉電壓5V，送粉速度5g/min，氬氣流量200L/h ;
[0046] S6、將3. 6份的Ni/WC粉末與80份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨8h后在 165°C的條件下保溫5. 6h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分數包括：C : 1. 3%，Cr :14·9%，B :0· 5%，Si :0.8%，Fe :7%，W :34%，余量為 Ni ;所述鈷基合金粉末的 化學組成按質量分數包括：C :0· 88%，Cr :15%，W :7%，B :0· 23%，Si :2. 3%，Fe :6%，余量 為Co ;
[0047] S7、將S6中得到的熔覆粉末與粘接劑混合調制成糊狀，均勻的涂抹在S5中經一次 激光熔覆后的耐磨球坯表面，厚度為1. 8_，然后放入烘箱中，設置烘箱的溫度為250°C，保 溫5h，得到預處理球；
[0048] S8、將S7中得到的預處理球放入激光熔覆裝置進行二次激光熔覆得到所述耐磨 球；所述二次激光熔覆的工藝參數具體如下：輸出功率2200W，掃描速度20mm/s，光斑直徑 10mm,烙覆層厚度3mm。
[0049] 實施例3
[0050] 本發明所述中鉻多元合金耐磨球，其原料按重量份數包括：廢鋼100份、鉻鐵6. 5 份、鑰鐵1. 5份、釩鐵1份、錳鐵0. 22份、硅鐵0. 6份、金屬鋅5份；
[0051] 根據上述原料配比，按照以下工藝進行制備中鉻多元合金耐磨球：
[0052] S1、將廢鋼加入到中頻感應熔煉爐中，并加熱至15KTC，保溫25min后加入鉻鐵、 鑰鐵、釩鐵，待完全熔化后加入硅鐵、錳鐵和金屬鋅，升溫至1600°C加熱至完全熔化后得到 鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯體；
[0053] S2、將S1中得到的耐磨球坯體放入電爐中，依次經過兩次熱處理得到耐磨球坯； 其中，一次熱處理過程具體如下：在52. 3min內從室溫升溫至800°C，保溫30min，在30min 內升溫至1040°C，保溫20min，在3min內升溫至1075°C，保溫12. 5min，在5min內降溫至 1000°C，保溫8min，在4min內升溫至1050°C，保溫8min，冷卻至室溫；二次熱處理過程具體 如下：加熱至530°C，保溫20min，水冷至室溫；加熱至500°C，保溫25min，空冷至室溫；
[0054] S3、將S2中得到的耐磨球坯用砂紙打磨，用丙酮清洗后用乙醇清洗；
[0055] S4、將S3中清洗后的耐磨球坯放入馬弗爐中，加熱至650°C，保溫15min后取出， 將取出后的耐磨球坯與底層粉末放入真空碳管燒結爐中進行真空熔覆；所述底層粉末其化 學成分按質量分數包括：C :0. 2%，B :0. 2%，Si :2. 3%，Cr:23%，Fe:6%，W :6. 3%，余量為 Co ;所述真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為1050°C，真空熔覆燒結時間 為5h，真空度為6 X 10_4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓為0. 45MPa，真空熔覆結束降溫前lmin 調節進水水壓為2. 2MPa，145°C空冷出爐；
[0056] S5、將S4中進行真空熔覆后的耐磨球坯放入馬弗爐中，升溫至423°C保溫8min 取出，將取出后的耐磨球坯和過渡層粉末放入激光熔覆裝置中進行一次激光熔覆；所述 過渡層粉末其成分按質量分數包括：C:1.5%，B:0. 2%，Si:1.4%，Cr:26. 3%，W:10%， Ni :2%，Fe:l%，M〇:2. 7%，余量為Co;所述一次激光熔覆的工藝參數具體如下：激光功率 1800W，離焦量+45,掃描速度250mm/min，送粉電壓7V，送粉速度6g/min，氬氣流量245L/h ;
[0057] S6、將1份的Ni/WC粉末與82份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨5h后在150°C 的條件下保溫6h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分數包括：C :0. 68%， Cr :16%，B :1. 2%，Si :0. 2%，Fe :8%，W :36%，余量為Ni ;所述鈷基合金粉末的化學組成 按質量分數包括：C :0· 8%，Cr :19%，W :5%，B :0· 6%，Si :3· 0%，Fe :5%，余量為 Co ;
[0058] S7、將S6中得到的熔覆粉末與粘接劑混合調制成糊狀，均勻的涂抹在S5中經一次 激光熔覆后的耐磨球坯表面，厚度為1. 5_，然后放入烘箱中，設置烘箱的溫度為286°C，保 溫3. 8h，得到預處理球；
[0059] S8、將S7中得到的預處理球放入激光熔覆裝置進行二次激光熔覆得到所述耐磨 球；所述二次激光熔覆的工藝參數具體如下：輸出功率1600W，掃描速度33mm/s，光斑直徑 5mm，烙覆層厚度2. 5mm。
[0060] 實施例4
[0061] 本發明所述中鉻多元合金耐磨球，其原料按重量份數包括：廢鋼100份、鉻鐵5. 4 份、鑰鐵1. 3份、釩鐵1. 1份、錳鐵0. 16份、硅鐵0. 42份、金屬鋅2. 2份；
[0062] 根據上述原料配比，按照以下工藝進行制備中鉻多元合金耐磨球：
[0063] S1、將廢鋼加入到中頻感應熔煉爐中，并加熱至1500°C，保溫45min后加入鉻鐵、 鑰鐵、釩鐵，待完全熔化后加入硅鐵、錳鐵和金屬鋅，升溫至1568°C加熱至完全熔化后得到 鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯體；
[0064] S2、將S1中得到的耐磨球坯體放入電爐中，依次經過兩次熱處理得到耐磨球坯； 其中，一次熱處理過程具體如下：在53min內從室溫升溫至795°C，保溫55min，在25min 內升溫至1020 °C，保溫25min，在2. 5min內升溫至1065 °C，保溫13min，在5min內降溫至 1010°C，保溫6min，在4. 5min內升溫至1065°C，保溫6. 5min，冷卻至室溫；二次熱處理過程 具體如下：加熱至520°C，保溫25min，水冷至室溫；加熱至520°C，保溫20min，空冷至室溫； [0065] S3、將S2中得到的耐磨球坯用砂紙打磨，用丙酮清洗后用乙醇清洗；
[0066] S4、將S3中清洗后的耐磨球坯放入馬弗爐中，加熱至589°C，保溫19min后取出，將 取出后的耐磨球坯與底層粉末放入真空碳管燒結爐中進行真空熔覆；所述底層粉末其化學 成分按質量分數包括：c :0· 5%，B :0· 22%，Si :2. 1%，Cr:23%，Fe:4. 8%，W :6· 5%，余量 為Co ;所述真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為1155°C，真空熔覆燒結時 間為4h，真空度為5. 4X l(T4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓為0. 5MPa，真空熔覆結束降溫前 lmin調節進水水壓為2. 3MPa，138°C空冷出爐；
[0067] S5、將S4中進行真空激光熔覆后的耐磨球坯放入馬弗爐中，升溫至456°C保溫 7. 3min取出，將取出后的耐磨球坯和過渡層粉末放入激光熔覆裝置中進行一次激光熔覆； 所述過渡層粉末其成分按質量分數包括：C :1. 2%，B :0. 33%，Si:l. 35%，Cr :26%，W : 8. 5%，Ni :1. 4%，Fe: 1.6%，Mo:2. 7%，余量為Co;所述一次激光熔覆的工藝參數具體如 下：激光功率2256W，離焦量+35,掃描速度268mm/min，送粉電壓8V，送粉速度7. 3g/min，氬 氣流量256L/h ;
[0068] S6、將3份的Ni/WC粉末與95份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨6. 5h后在 155°C的條件下保溫5. 3h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分數包括：C : 1. 1%，Cr :15%，B :0· 9%，Si :0· 7%，Fe :6· 3%，W :35· 2%，余量為 Ni ;所述鈷基合金粉 末的化學組成按質量分數包括：C :0· 92%，Cr :16· 3%，W :7· 3%，B :0· 2%，Si :2· 2%，Fe :
【權利要求】
1. 一種中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，其原料按重量份數包括：廢鋼100份、鉻鐵 4-8份、鑰鐵1-1. 5份、釩鐵1-1. 3份、錳鐵0. 1-0. 3份、硅鐵0. 2-0. 6份、金屬鋅2-5份； 根據上述原料配比，按照以下工藝進行制備中鉻多元合金耐磨球： 51、 將廢鋼加入到中頻感應熔煉爐中，并加熱至1490-15KTC，保溫25-50min后加入鉻 鐵、鑰鐵、釩鐵，待完全熔化后加入硅鐵、錳鐵和金屬鋅，升溫至1550-160(TC加熱至完全熔 化后得到鋼液，澆注，待鋼液完全凝固后開模，爐冷至室溫得到耐磨球坯體； 52、 將S1中得到的耐磨球坯體放入電爐中，依次經過兩次熱處理得到耐磨球坯；其 中，一次熱處理過程具體如下：在50-55min內從室溫升溫至780-800°C，保溫30-60min， 在 25-30min 內升溫至 980-1040°C，保溫 20-30min，在 2-3min 內升溫至 1050-1080°C，保溫 12-15min，在 5min 內降溫至 1000-1040°C，保溫 5-8min，在 3-5min 內升溫至 1050-1080°C， 保溫5-8min，冷卻至室溫；二次熱處理過程具體如下：加熱至500-530°C，保溫20-35min，水 冷至室溫；加熱至500-530°C，保溫10_25min，空冷至室溫； 53、 將S2中得到的耐磨球坯用砂紙打磨，用丙酮清洗后用乙醇清洗； 54、 將S3中清洗后的耐磨球坯放入馬弗爐中，加熱至500-650°C，保溫15-30min取 出，將取出后的耐磨球坯與底層粉末放入真空碳管燒結爐中進行真空熔覆；所述底層粉末 其化學成分按質量分數包括：C :0· 2-0. 6%，B :0· 2-0. 5%，Si :L 9-2. 3%，Cr:20-25%， Fe: 4-6 %，W :5-8%，余量為Co ;所述真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為 1050-1250°C，真空熔覆燒結時間為3-5h，真空度為5-6X10_ 4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓 為0. 45-0. 55MPa，真空熔覆結束降溫前lmin調節進水水壓為2. 2-2. 5MPa，120-145°C空冷 出爐； 55、 將S4中進行真空熔覆后的耐磨球坯放入馬弗爐中，升溫至350-550°C保溫5-15min 取出；將取出后的耐磨球坯和過渡層粉末放入激光熔覆裝置中進行一次激光熔覆；所述 過渡層粉末其成分按質量分數包括：C :0.5-1. 5%，B :0.2-0. 4%，Si: 1.1-1. 5%，Cr: 25-28%，W :7-10%，Ni :1-2%，Fe:1-2%，Mo:2. 5-3%，余量為 Co ;所述一次激光熔覆的工 藝參數具體如下：激光功率1800-2300W，離焦量+ (20-45)，掃描速度250-290mm/min，送粉 電壓5-10V，送粉速度5-9. 5g/min，氬氣流量200-280L/h ; 56、 將1-5份的Ni/WC粉末與80-100份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨5-8h后在 150-180°C的條件下保溫5-6h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分數包括： C :0· 5-1. 3%，Cr :14-16%，B :0· 5-1. 2%，Si :0· 2-0. 8%，Fe :5-8%，W :34-36%，余量為 Ni ;所述鈷基合金粉末的化學組成按質量分數包括：C :0. 8-1. 0%，Cr :15-19%，W :5-12%， B :0· 1-0. 6%，Si :1. 5-3. 0%，Fe :4-6%，余量為 Co ; 57、 將S6中得到的熔覆粉末與粘接劑混合調制成糊狀，均勻的涂抹在S5中經一次 激光熔覆后的耐磨球坯表面，厚度為1. 5-1. 8mm，然后放入烘箱中，設置烘箱的溫度為 250-350°C，保溫3-5h，得到預處理球； 58、 將S7中得到的預處理球放入激光熔覆裝置進行二次激光熔覆得到所述耐磨球；所 述二次激光熔覆的工藝參數具體如下：輸出功率1600-2500W，掃描速度20-50mm/s，光斑直 徑5-10mm，烙覆層厚度2-3mm。
2. 根據權利要求1所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，其原料按重量份數包括： 廢鋼100份、鉻鐵6-9份、鑰鐵1-1. 4份、釩鐵1-1. 2份、錳鐵0. 1-0. 2份、硅鐵0. 2-0. 5份、 金屬鋅2-3份；進一步優選為：廢鋼100份、鉻鐵7份、鑰鐵1. 3份、釩鐵1. 1份、錳鐵0. 16 份、娃鐵0. 42份、金屬鋅2. 2份。
3. 根據權利要求1或2所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S2中，一次熱處 理過程具體如下：在53min內從室溫升溫至795°C，保溫55min，在25min內升溫至1020°C， 保溫25min，在2. 5min內升溫至1065°C，保溫13min，在5min內降溫至1010°C，保溫6min, 在4. 5min內升溫至1065°C,保溫6. 5min,冷卻至室溫；二次熱處理過程具體如下：加熱至 520°C，保溫25min，水冷至室溫；加熱至520°C，保溫20min，空冷至室溫。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S4中，所述 底層粉末其化學成分按質量分數包括：C :0. 5%，B :0. 22%，Si :2. l%，Cr:23%，Fe:4. 8%， W :6. 5%，余量為 Co。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S4中，所述 真空熔覆的工藝參數具體如下：真空熔覆燒結溫度為1155°C，真空熔覆燒結時間為4h，真 空度為5. 4 X 10_4Pa，升溫階段冷卻水進水水壓為0. 5MPa，真空熔覆結束降溫前lmin調節進 水水壓為2. 3MPa，138°C空冷出爐。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S5中，所 述過渡層粉末其成分按質量分數包括：C :1. 2%，B :0. 33%，Si :1. 35%，Cr :26%，W :8. 5%， Ni :1.4%，卩6:1.6%，]?〇:2.7%，余量為(：〇。
7. 根據權利要求1-6中任一項所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S5中，所述 一次激光熔覆的工藝參數具體如下：激光功率2256W，離焦量+35,掃描速度268mm/min，送 粉電壓8V，送粉速度7. 3g/min，氬氣流量256L/h。
8. 根據權利要求1-7中任一項所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S6中，將 3份的Ni/WC粉末與95份的鈷基合金粉末放入球磨機中研磨6. 5h后在155°C的條件下保 溫5. 3h得到熔覆粉末；所述Ni/WC粉末的化學成分按質量分數包括：C :1. l%，Cr :15%，B : 0· 9%，Si :0· 7%，Fe :6. 3%，W :35. 2%，余量為 Ni。
9. 根據權利要求1-8中任一項所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S6中，所述 鈷基合金粉末的化學組成按質量分數包括：C :0. 92%，Cr :16. 3%，W :7. 3%，B :0. 2%，Si : 2· 2%，Fe :4. 8%，余量為 Co。
10. 根據權利要求1-9中任一項所述的中鉻多元合金耐磨球，其特征在于，在S8中，所 述二次激光熔覆的工藝參數具體如下：輸出功率2358W，掃描速度35mm/s，光斑直徑8mm，熔 覆層厚度2. 5mm。
【文檔編號】C21D9/36GK104109794SQ201410377233
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】丁仕武, 丁幸, 徐幫明 申請人:寧國市寧武耐磨材料有限公司