低成本新型耐磨铸球生产工艺研究与应用.pdf

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1、试验研究Test＆Research低成本新型耐磨铸球生产工艺研究与应用毛蓉，张萍(金堆城钼业集团有限公司，陕西华县714102)摘要：通过对磨球样品硬度、冲击韧性的性能测试及金相组织的观察，研究了在不同化学成分配比、热处理温度等条件下铸球性能的差异。采用正交实验法代替固定变量法，缩短了实验时间和成本。实验结果得到了一种性能良好、生产成本低、工序简单的磨球生产工艺。关键词：耐磨铸球、化学成分、热处理中图分类号：TG250；文献标识码：A；文章编号：1006-9658(2017)02—0026—03DOI：

2、10．3969／j．issn．1006—9658．2017．02．0090引言球磨机是水泥、电力、矿山等行业研磨工序的主要设备，磨球是球磨机主要易损件之一川，据统计，每年全国磨球消耗超过200万吨，其中冶金矿山企业消耗超过70％。铸铁合金磨球是其中一类应用最为广泛的材料。其中，高铬、中铬合金球因其较高的宏观硬度，良好的耐磨性能，无需特殊热处理jf：艺等特点，广受电力、水泥等行业的欢迎。低铬合金球虽然在性能上略差，但具有明显的价格优势，在矿石湿磨作业中受到广泛应用旺。]。大量的市场需求催生了对低成本、高性

3、能磨球的研究热潮。如何在不影响磨球使用性能的基础上，研发出成本更低廉的磨球制备工艺，成为当前磨球生产企业的首要难题。本文在设备和实验费用最少、实验周期最短的原则基础上，采用中频感应电炉熔炼，通过正交试验方法，对磨球的化学成分配比、热处理温度进行研究。并在T业试验基础上，探索得到硬度、冲击等性能好、生产成本低、工序简单的磨球生产工艺。l方案设计及样品制备1．1实验方案设计C元素的含量对铸球耐磨性的影响很大，一般来说，c含量越高硬度越大，耐磨性越好，但铸球的脆性随之增加，使用过程中容易破碎。cr元素可以改善

4、白151铸铁中碳化物的相结构，改变基体和碳化收稿日期：2016—10—09稿件编号：1610—1547作者简介：毛蓉(1985一)，女．I：程师．主要从事耐磨材料研究I：作物的分布形态，使磨球具有较好的机械性能。C／Cr是磨球成分设计中最重要的部分。Mn元素可以促进珠光体和莱氏体的形成，并且细化珠光体，提高铸球的强度和硬度。Mo元素可以细化品粒，提高淬透性，改善磨球韧性。Cu元素是一种非碳化物形成元素，能固溶在d．Fe中，提高基体的电极电位，减少腐蚀介质中的微电池作用，有效降低腐蚀磨损速度[4-610参

5、考文献数据，结合生产实际经验，本文各元素的变化范围如表1。表l新型铸铁磨球实验元素配比％CMnCrSiMoCu2．5～5．50．5～2．03．0～4．5l_4～1．60．004～0．(瞄0．003～0．005实际生产操作中原料si含量往往较高，利用硅铁来改变Si含量时，容易引起其他成分的变化，故si含量不作为实验变化因素，保持在1．4％～1．6％。稀土元素可以有效净化铁液，改善晶界状况，实际生产中多用于提高磨球的韧性，但价格很高，为降低产品成本，本文采用微量的Mo、Cu联合作用代替稀土元素，由于添加量极

6、少，不作为实验变化因素，Mo控制在0．004％～0．006％，Cu控制在0．003％～0．005％。为更好的探索提高磨球性能与能耗成本的平衡点，本文中每组样品分别进行不热处理和热处理两组对比试验，热处理温度主要控制在350℃、450℃和550cC■个温度点附近。采用正交实验法设计实验，具体实验方案如表2。1．2样品制备采用750kg快速中频感应电炉熔炼，冶炼温度为1550～1650℃，确保整个冶炼过程实现最佳温26oFMT中国铸造装备与技术2／2017Test&Research试验研究。度起伏及浓度起伏

7、；出炉温度控制在l650oC左右(通过热电偶检测)，使铁液含渣、含气量最少，确保高品质试验磨球的产出。浇注温度1350～1380℃，除净炉渣，浇包内加入合金，注入铁液后充分搅拌，以防止成分偏析。之后加入集渣材料，使铁液充分洁净，整个浇注过程必须注意档渣，避免杂质卷入铸型，采用先慢、中快、后慢的原则。热处理由室温起，以50℃／11的速度升温至实验方案要求热处理温度，保温2h，后随炉空冷至室温。表2具体实验方案编热处理号C／％M11／％(：r／％Si，％M0／％Cu／％温度，℃l2．5～3．5O．5～1．0

8、3．0～3．51．4～1．60．004～0．0060．003～0．0050／35022．5～3．51．0～1．53．5～4．01．4～1．60．004～0．(炳0．003-0．005O／45032．5～3．51．5—2．O4．0-4．51．4～1．6O．o()4～0．0060．003～O．0050／55043．5～4．50．5～1．03．5-4．01．4～1．60．004-0．006O．()03～0．005O／55053．5～4．51．0～