[其他]鉻系合金磨球耐磨材料

在審

• 申請號: 101985000005932
• 申請日: 1985-08-03
• 公開（公告）號: CN85105932B
• 公開（公告）日: 1988-05-04
• 發明（設計）人: 徐延偉
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 代理公司: 大連工學院專利事務所
• 代理人: 姜波;侯明遠

本發明屬于金屬耐磨材料，一種鉻系合金磨球耐磨材料。水泥工業的磨球，應用鍛鋼時抗磨損性能差，應用高鉻鑄鐵時破碎率高，其它材料也不理想。本發明的鉻系合金啟球耐磨材料，在保證材料中形成碳化物的前提下，降低材料中的含碳量，從而降低材料中的鉻、鉬含量，同時控制其它元素在成分中的含量，使所獲的磨球材料具有良好的綜合機械性能和使用性能，磨球消耗量比低碳鋼鍛球降低八倍以上。

一種鉻系合金磨球耐磨材料，本發明屬于金屬耐磨材料領域。

水泥工業球磨機磨球長期工作于200～300℃的沖擊磨料磨損環境中，研磨體沖擊頻率高，磨損嚴重。我國球磨機磨球一直應用25^#、45^#鍛鋼，這類材料的磨球韌性高、導熱性好，故使用中破碎少，但由于這類材料磨球硬度低（HB≈130），抗磨損性能差，消耗量為800～1200克/噸水泥。

國外水泥工業廣泛應用馬氏體合金耐磨材料，如鉻含量為15%，鉬含量為3%的白口鑄鐵，其磨球消耗量為50～100克/噸水泥，但這種材料合金含量高，生產成本大為增加，同時因為我國水泥熟料溫度高（約為200～300℃），高鉻鑄鐵中合金含量和碳含量高，在使用中，雖然其耐磨性很好，但其導熱性差，韌性低，受研磨體沖擊時破碎率高，有時可高達30～40%。

近來國內出現的45Mn₂、軸承鋼材料的鍛制磨球，雖然在一定程度上可以提高耐磨性，但這種磨球使用一段時間后往往產生嚴重變形，以致后期不能使用，這樣不僅大大增加了磨球的消耗量，而且嚴重影響了水泥的產量和質量，同時采用軋鋼鍛制磨球還增加了能源消耗。

為了尋求一種合金含量低，韌性與耐磨性好，導熱性能好，使用壽命長，制造成本低，即具有良好的綜合機械性能和使用性能的磨球材料，特設計了本發明。

本發明的構思是結合我國資源情況，在保證材料中形成碳化物，從而保證材料硬度的前提下，盡量降低材料中的含碳量，從而使材料中的鉻、鉬含量盡可能小，同時控制其它元素在材料成分中的含量，以保證材料的綜合機械性能和使用性能。

鉻系合金磨球耐磨材料成分中含有鐵、碳、鉻、鉬、銅、錳、硅。材料的耐磨性同含碳量與組織狀態有關，含碳量對耐磨性的影響是一曲線關系，為了使材料具有良好的導熱性、塑性和韌性，并保證一定的耐磨性，根據磨球的使用條件，含碳量取為0.5～1.2%。

隨著含碳量的降低，只要cr/c＞5∶1，在含鉻量較低的情況下也可形成γ+（cr·Fe）₇c₃組織。本發明選取鉻含量為2.0～7.0%，cr/c＝5∶1～10∶1，以保證得到一定量的（cr·Fe）₇c₃型碳化物。

我國鉬資源少，鉬成本高，不宜多用。為了提高淬透性，細化并形成復雜多元碳化物，加鉬量選為0.2～0.7%。

為減少加鉬量，提高淬透性，強化基體，減少裂紋，加入0.3～0.8%的銅。銅加入量不能大于1.2%，過大的加入量會增加奧氏體的穩定程度，使殘留奧氏體量增多，影響硬度。超過2%的銅將會引起脆性。

錳與銅一樣，具有增加淬透性與奧氏體穩定性的作用，選取錳含量為0.5～1.5%。

含硅量高會降低淬透性，為了脫氧，使含硅量為0.4～1.0%。

分別加入0.05～0.1%的硼和鈦，以增加淬透性，提高硬度和熱強性。

控制雜質硫和磷的含量低于0.04%。

利用本發明的材料制成磨球進行耐磨使用實驗，試驗磨球成分中碳含量為0.5～1.0%，鉻含量為3.0～7.0%，鉬含量為0.3～0.5%，銅含量為0.35～0.5%，錳含量為0.6～0.8%，硅含量為0.5～0.8%。

作為本發明的一種最佳實施例是材料中含有碳0.5%，鉻7%，鉬0.5%，銅0.5%，錳0.6%，硅0.5%，硼0.05%，鈦0.05%。

作為本發明的另一種最佳實施例是材料中含有碳1%，鉻5%，鉬0.3%，銅0.35%，錳0.8%，硅0.8%，硼0.08%，鈦0.1%。