[其他]鉻系合金磨球耐磨材料

無效

• 申請號: 85105932
• 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
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32
• 代理公司: 大連工學院專利事務所
• 代理人: 姜波,侯明遠

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%。

本發明耐磨材料與美國克萊梅克斯公司發明的cr15Mo3高鉻鑄鐵比較，鉻含量僅為其1/7～1/2，鉬含量僅為其1/15～1/4，具有優良的綜合機械性能和導熱性能，材料的抗拉強度σb＞100公斤/厘米²，沖擊值（無缺口）ak＝1～2公斤-米/厘米²，硬度HRc＞45，其沖擊韌性比cr15Mo3（0.5～0.8公斤-米/厘米²）提高2～4倍，因而更適合于沖擊條件下使用。韌性和硬度的適當配合保證了這種材料具有很好的耐磨性。表1列出了用具有兩種不同含碳量的這種耐磨材料鑄成的磨球在球磨機內的使用實驗結果。

這種耐磨材料不僅用于制作水泥工業中球磨機內的磨球，還可以做為礦山、冶金、電力等各類機械的耐磨材料。