球磨機的空冷變態貝氏體抗磨材料及處理工藝的製作方法

2023-06-19 09:04:56

專利名稱：球磨機的空冷變態貝氏體抗磨材料及處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明為一種球磨機的抗磨體材料，特別涉及一種球磨機的空冷變態貝氏體抗磨材料及處理工藝。
提高球磨機的運轉效率是冶金、礦山、火電及水泥等行業所關注的問題;在球磨機被破碎物已定的情況下，主要是提高抗磨材料襯板和磨球這對抗磨體的使用壽命。
在現有的球磨機中採用的金屬襯板按材質分有高錳鋼、合金白口鑄鐵及低合金鋼，而磨球以白口鑄鐵居多。
選用高錳鋼製造襯板，由於球磨機內是粉狀物料的作用，不足以造成更大的具備加工硬化的條件，使用後表面硬度HB僅有300左右，而隔倉板幾乎沒有加工硬化。因此，高錳鋼襯板在研磨時壽命較低。其失效形式多表現為磨損失效。
生產襯板和磨球用的合金白口鑄鐵，主要有高、中、低鉻白口鑄鐵、鉻鉬白口鑄鐵、錳鉻白口鑄鐵、硼系白口鑄鐵等。這類材料在襯板的結構設計、安裝及工況運轉時都有特殊的要求，加之鑄造過程中的偏松、縮孔、夾雜、氣孔等或應力集中都會成為裂紋源而在衝擊負荷下迅速擴散。同時白口鑄鐵屬脆性材料，能滿足耐磨性的要求，卻不能滿足衝擊韌性的要求。因此，白口鑄鐵磨球失效多為破碎，而襯板多為斷裂而影響其使用壽命。
選用低合金鋼如馬氏體高炭鋼和珠光體鋼等，在一定程度上綜合了高錳鋼和白口鑄鐵的優點，但珠光體鋼的耐磨性較差，而馬氏體鋼生產工藝複雜、成本高，且韌性也不理想。
本發明的目的在於解決上述現有所存在的問題，提供一種在強、韌性方面進行恰當匹配、使用壽命高的球磨機的空冷變態貝氏體抗磨材料及處理工藝。
本發明是這樣實現的根據合金元素在鋼中的作用規律和抗磨材料磨球與襯板在實際工況中的破壞形式確定合適的硬度與衝擊韌性及碳化物形態。
磨球的材料為40Cr2Mn2Si2MoV，襯板的材料為30Cr2Mn2Si2NiMoV;磨球的成分含量為C% 0.35～0.45 Cr% 1.5～2.5Mn% 1.5～2.5 Si% 1.5～2.0Mo% 0.6～0.8 V% 0.15～0.2其餘為Fe，限制其中S、P含量分別小於0.03%;
襯板的材料成分組成為C% 0.28～0.35 Cr% 1.5～2.0Mn% 1.8～2.2 Si% 1.5～2.0Ni% 1.0～1.5 Mo% 0.4～0.6V% 0.1～0.2其餘為Fe，限制S、P的含量分別小於0.03%;
所採用的熱處理工藝為將40Cr2Mn2Si2MoV的磨球、30Cr2Mn2Si2Ni MoV的襯板加熱到920℃±10℃，保溫70～90分，然後空冷，再經200～300℃保溫2～3小時後空冷的回火處理。
下面詳細說明為了延長球磨機的抗磨材料磨球與襯板的使用壽命，採用相互匹配的磨球與襯板，所採用的磨球的材料成分為40Cr2Mn2Si2MoV，襯板的材料為30Cr2Mn2Si2NiMoV;
磨球的成分含量為C% 0.35～0.45 Cr% 1.5～2.5Mn% 1.5～2.5 Si% 1.5～2.0Mo% 0.6～0.8 V% 0.15～0.2其餘為Fe，限制S、P的含量分別小於0.03%;
襯板的成分含量為C% 0.28～0.35 Cr% 1.5～2.0Mn% 1.8～2.2 Si% 1.5～2.0Ni% 1.0～1.5 Mo% 0.4～0.6V% 0.1～0.2其餘為Fe，限制S、P的含量分別小於0.03%。
所採用的熱處理工藝為將40Cr2Mn2SiMoV的磨球、30Cr2Mn2SiNiMoV的襯板加熱到920℃±10℃，保溫70～90分，然後空冷，在經200～300℃保溫2～3小時後空冷的回火處理。磨球性能可達HRC＝55～60，αk＝10～15J/cm2(U型缺口)，襯板性能可達HRC＝50～55，αK＝20～25J/cm2(U型缺口)。
由於採用強化型合金元素Cr、Mo及微量的V(0.1～0.15%)，使C-曲線珠光體鼻子顯著右移;用韌化型元素Mn、Si使C-曲線中貝氏體的鼻子下移而獲得強韌性兼備的變態貝氏體。採用了磨球和襯板的硬度匹配、顯微結構匹配，及熱處理工藝;省去了高錳鋼的水韌處理或低合金鋼的淬火回火工藝，簡化了工藝，提高了球磨機的使用壽命。
權利要求
1.一種球磨機的空冷變態貝氏體抗磨材料，其特徵是，抗磨材料磨球與襯板的化學成分含量如下磨球的成分含量為C% 0.35～0.45 Cr% 1.5～2.5Mn% 1.5～2.5Si% 1.5～2.0Mo% 0.6～0.8V% 0.15～0.2其餘為Fe，限制其中S、P含量分別小於0.03%；襯板的化學成分為C% 0.28～0.35 Cr% 1.5～2.0Mn% 1.8～2.2Si% 1.5～2.0Ni% 1.0～1.5Mo% 0.4～0.6V% 0.1～0.2其餘為Fe，限制S、P的含量分別小於0.03%。
2.根據權利要求1所需的製備球磨機的空冷變態貝氏體抗磨材料磨球與襯板的處理工藝，其特徵是，所採用的熱處理工藝是將磨球、襯板加熱到920℃±10℃，保溫70～90分，然後空冷，再經200～300℃保溫2～3小時後空冷的回火處理。
全文摘要
一種球磨機的空冷變態貝氏體抗磨材料及處理工藝，解決了現有的球磨機的抗磨材料襯板和磨球易斷裂、韌性、抗磨性差，使用壽命低，且生產工藝複雜，成本高的問題；根據合金元素在鋼中的作用規律和抗磨材料磨球與襯板在實際工況中的破壞形式確定合適的硬度與衝擊韌性及碳化物形態；磨球的材料為40Cr2Mn2Si2NiMoV，襯板的材料為30Cr2Mn2Si2MoV；將磨球與襯板加熱到920℃±10℃，保溫70～90分，然後空冷，再經200～300℃保溫2～3小時後空冷的回火處理。
文檔編號C22C38/46GK1103674SQ93115948
公開日1995年6月14日 申請日期1993年12月6日 優先權日1993年12月6日
發明者劉志林, 王炳華, 武曉峰, 閻振幫, 邱克強, 張福銀, 袁子洲, 王國春, 楊洪學, 苗立軍, 楊佔元 申請人:遼寧工學院, 錦州發電廠