本發明涉及耐磨球領域，尤其涉及一種高硬度高淬透性能的耐磨球及其制備方法。
背景技術：
球磨機是工業生產中廣泛使用的高細磨機械之一。耐磨球是球磨機設備研磨物料介質，通過耐磨球之間、耐磨球與物料之間的碰撞摩擦產生磨剝作用，是重要的基礎零部件，其廣泛用于礦山、水泥廠和發電廠的生產工藝過程中。現有技術中，耐磨球還無法完全滿足性能需求，如何改善提高耐磨球的硬度和淬透性是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
技術實現要素：
為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種高硬度高淬透性能的耐磨球及其制備方法。本發明制備得到的耐磨球硬度高，淬透性好。
本發明提出的一種高硬度高淬透性能的耐磨球，其各組分的重量百分數如下：C：0.35-0.45％，Mn：0.4-0.8％，S:0.001-0.004％，P：0.001-0.004％，Si：0.5-0.8％，Cr：1.4-5.3％，Mo：0.7-0.8％，V：0.03-0.08％，W：0.7-1.1％，Ti：0.02-0.06％，Bi：0.01-0.03％，Ni：2.5-4.5％，稀土：0.05-0.3％，Sn：0.05-0.15％，Al：0.04-0.06％，其余為Fe和不可避免的雜質。
優選地，Sn含量與Al含量之比Sn/Al以重量比計，滿足0.83＜Sn/Al＜3.75。
優選地，Mn、Cr及W的合計含量(Mn+Cr+W)與C的含量之比(Mn+Cr+W)/C以重量比計，滿足7.78＜(Mn+Cr+W)/C＜20.57。
優選地，Mn和Si的合計含量(Mn+Si)與C含量之比(Mn+Si)/C以重量比計，滿足2.0＜(Mn+Si)/C＜4.6。
優選地，其各組分的重量百分數如下：C：0.38-0.42％，Mn：0.5-0.7％，S:0.002-0.003％，P：0.002-0.003％，Si：0.6-0.7％，Cr：1.5-5.2％，Mo：0.72-0.78％，V：0.04-0.07％，W：0.8-1.0％，Ti：0.03-0.05％，Bi：0.015-0.025％，Ni：2.8-4.2％，稀土：0.06-0.29％，Sn：0.08-0.12％，Al：0.045-0.055％，其余為Fe和不可避免的雜質。
優選地，其各組分的重量百分數如下：C：0.40％，Mn：0.6％，S:0.0025％，P：0.0025％，Si：0.65％，Cr：3.35％，Mo：0.75％，V：0.055％，W：0.9％，Ti：0.04％，Bi：0.02％，Ni：3.5％，稀土：0.175％，Sn：0.10％，Al：0.05％，其余為Fe和不可避免的雜質。
本發明的一種高硬度高淬透性能的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠、鎳塊、錫錠和鋁塊進行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進行球化處理；
S2、向S1中經過球化處理的合金液進行精煉脫硫、脫氧，進行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.35-0.45％，Mn：0.4-0.8％，S:0.001-0.004％，P：0.001-0.004％，Si：0.5-0.8％，Cr：1.4-5.3％，Mo：0.7-0.8％，V：0.03-0.08％，W：0.7-1.1％，Ti：0.02-0.06％，Bi：0.01-0.03％，Ni：2.5-4.5％，稀土：0.05-0.3％，Sn：0.05-0.15％，Al：0.04-0.06％，其余為Fe和不可避免的雜質；
S3、將S2中得到合金液進行澆注，經鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至1100-1200℃，保溫20-30min，接著冷卻至1050-1100℃，保溫0.5-1.5h，然后空冷至室溫，接著升溫至800-900℃，保溫1-3h，然后冷卻至800-840℃，保溫15-35min，接著冷卻至180-220℃，保溫45-65min，接著空冷至室溫得到高硬度高淬透性能的耐磨球。
優選地，S1中，熔煉的溫度為1400-1420℃。
優選地，S1中，球化處理的溫度為1450-1550℃。
本發明通過對高硬度高淬透性能的耐磨球的組分進行合理選擇，并控制P、S兩種雜質的含量，同時當鋼球中含鉻量達到一定比例時，鉻與腐蝕介質中的氧作用，在鋼球表面形成一層很薄的氧化膜(自鈍化膜)，可阻止鋼球的基體進一步腐蝕，提升了耐磨球的耐磨性能和耐腐蝕性能，延長了使用壽命；控制錫和鋁的配比，錫鋁會在一定溫度下形成鋁錫共晶體，它圍繞鋁晶體呈連續片狀組織分割了鋁基體，使合金變脆，控制錫鋁配比，并添加稀土元素，高溫時形成穩定的化合物Al4RE，它在合金凝固過程中，成為外來核心，使核心數目增多，從而獲得細晶組織，使合金常溫下的強度硬度提高。同時，抗疲勞強度亦隨之提高。控制錳元素、鉻元素和鎢元素的合計含量與碳元素的配比，有效控制在一定碳含量的條件下，錳元素、鉻元素和鎢元素的合計含量控制在一定范圍內，確保得到優異硬度和淬透性的耐磨球；控制錳元素和硅元素的合計含量與碳含量得配比，使得在一定碳含量得條件下，錳元素和硅元素的合計含量控制在一定范圍內，錳是使Y相區擴大的合金元素，它可使鋼的淬透性增加，使Ms點降低，促進奧氏體晶粒長大，硅是使Y相區封閉的合金元素，它可使鋼的淬透性略有提高，使鋼的屈服強度有所提高。鋼中同時加入硅和錳兩種合金元素，可以發揮各自的優點，減弱二者的缺點。
具體實施方式
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。
實施例1
本發明提出的一種高硬度高淬透性能的耐磨球，其各組分的重量百分數如下：C：0.40％，Mn：0.6％，S:0.0025％，P：0.0025％，Si：0.65％，Cr：3.35％，Mo：0.75％，V：0.055％，W：0.9％，Ti：0.04％，Bi：0.02％，Ni：3.5％，稀土：0.175％，Sn：0.10％，Al：0.05％，其余為Fe和不可避免的雜質。
實施例2
本發明的一種高硬度高淬透性能的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠、鎳塊、錫錠和鋁塊進行熔煉，熔煉的溫度為1400℃，得到合金液，然后加入稀土進行球化處理，其中，球化處理的溫度為1550℃；
S2、向S1中經過球化處理的合金液進行精煉脫硫、脫氧，進行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.35％，Mn：0.8％，S:0.001％，P：0.004％，Si：0.5％，Cr：5.3％，Mo：0.7％，V：0.08％，W：0.7％，Ti：0.06％，Bi：0.01％，Ni：4.5％，稀土：0.05％，Sn：0.15％，Al：0.04％，其余為Fe和不可避免的雜質；
S3、將S2中得到合金液進行澆注，經鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至1100℃，保溫30min，接著冷卻至1050℃，保溫1.5h，然后空冷至室溫，接著升溫至800℃，保溫3h，然后冷卻至800℃，保溫35min，接著冷卻至180℃，保溫65min，接著空冷至室溫得到高硬度高淬透性能的耐磨球。
實施例3
本發明的一種高硬度高淬透性能的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠、鎳塊、錫錠和鋁塊進行熔煉，熔煉的溫度為1420℃，得到合金液，然后加入稀土進行球化處理，其中，球化處理的溫度為1450℃；
S2、向S1中經過球化處理的合金液進行精煉脫硫、脫氧，進行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.45％，Mn：0.4％，S:0.004％，P：0.001％，Si：0.8％，Cr：1.4％，Mo：0.8％，V：0.03％，W：1.1％，Ti：0.02％，Bi：0.03％，Ni：2.5％，稀土：0.3％，Sn：0.05％，Al：0.06％，其余為Fe和不可避免的雜質；
S3、將S2中得到合金液進行澆注，經鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至1200℃，保溫20min，接著冷卻至1100℃，保溫0.5h，然后空冷至室溫，接著升溫至900℃，保溫1h，然后冷卻至840℃，保溫15min，接著冷卻至220℃，保溫45min，接著空冷至室溫得到高硬度高淬透性能的耐磨球。
實施例4
本發明的一種高硬度高淬透性能的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠、鎳塊、錫錠和鋁塊進行熔煉，熔煉的溫度為1405℃，得到合金液，然后加入稀土進行球化處理，其中，球化處理的溫度為1520℃；
S2、向S1中經過球化處理的合金液進行精煉脫硫、脫氧，進行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.38％，Mn：0.7％，S:0.002％，P：0.003％，Si：0.6％，Cr：5.2％，Mo：0.72％，V：0.07％，W：0.8％，Ti：0.05％，Bi：0.015％，Ni：4.2％，稀土：0.06％，Sn：0.12％，Al：0.045％，其余為Fe和不可避免的雜質；
S3、將S2中得到合金液進行澆注，經鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至1120℃，保溫28min，接著冷卻至1060℃，保溫1.2h，然后空冷至室溫，接著升溫至820℃，保溫2.5h，然后冷卻至810℃，保溫32min，接著冷卻至190℃，保溫62min，接著空冷至室溫得到高硬度高淬透性能的耐磨球。
實施例5
本發明的一種高硬度高淬透性能的耐磨球的制備方法，包括如下步驟：
S1、將鐵塊、碳粉、錳塊、硫粉、磷粉、硅粉、鉻錠、鉬錠、釩錠、鎢塊、鈦粉、鉍錠、鎳塊、錫錠和鋁塊進行熔煉，熔煉的溫度為1415℃，得到合金液，然后加入稀土進行球化處理，其中，球化處理的溫度為1480℃；
S2、向S1中經過球化處理的合金液進行精煉脫硫、脫氧，進行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.42％，Mn：0.5％，S:0.003％，P：0.002％，Si：0.7％，Cr：1.5％，Mo：0.78％，V：0.04％，W：1.0％，Ti：0.03％，Bi：0.025％，Ni：2.8％，稀土：0.29％，Sn：0.08％，Al：0.055％，其余為Fe和不可避免的雜質；
S3、將S2中得到合金液進行澆注，經鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至1180℃，保溫22min，接著冷卻至1090℃，保溫0.8h，然后空冷至室溫，接著升溫至880℃，保溫1.5h，然后冷卻至830℃，保溫18min，接著冷卻至210℃，保溫48min，接著空冷至室溫得到高硬度高淬透性能的耐磨球。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。