CN106676235A - 一种磨机用cadi磨球的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应用于冶金、矿山、水泥、火力发电厂等行业磨机中的含碳化物奥铁体球墨铸铁（Carbidic Austempered Ductile Iron，英文缩写为CADI）磨球的一种加工方法。与传统铸造获得CADI磨球的制造方法不同，本发明加工方法的主要特点是：（1）原料为球墨铸铁棒料；（2）将球墨铸铁棒料在加热炉中加热到一定温度后，置于斜轧机中根据斜轧成球原理热轧制成半成品球；（3）半成品球再经过等温淬火和回火等工艺最终得到成品CADI磨球。采用本发明工艺制造的CADI磨球的优点是：（1）高硬度、高韧性，具有加工硬化特性；（2）耐磨性好，在同等工况条件下，磨耗低于铸造获得的CADI磨球；（3）制造缺陷少，不易破碎，不易失圆；（4）密度低，可降低磨机启动和运转功率；（5）延长磨机辅助设备的使用寿命，减少维护费用。
Description
技术领域
本发明涉及应用于冶金、矿山、水泥、火力发电厂等行业磨机中，对物料进行粉磨的含碳化物奥铁体球墨铸铁（Carbidic Austempered
Ductile Iron，英文缩写为CADI）磨球的一种加工方法。
背景技术
我国每年因磨料磨损消耗的金属材料约达300万吨以上。其中，磨球消耗超过200万吨，各种衬板消耗近30万吨，轧辊消耗近50万吨，各种工程机械耐磨配件消耗超过50万吨。
目前我国使用和出口的耐磨材料主要有：铬系白口铸铁（低铬和高铬）、镍硬铸铁、高锰钢、合金钢等。这些材料各自具有明显的缺点：铬系白口铸铁冲击韧性低，在重负荷冲击下易碎；高锰钢在低冲击载荷下加工硬化能力差，耐磨性不能充分发挥；镍硬铸铁和合金钢消耗大量的合金元素，成本较高。目前合金元素铬在耐磨材料中应用广泛，而我国是一个贫铬国家，90%的铬铁需要进口，近10年来高碳铬铁价格翻了4～5倍，在耐磨材料中大量使用铬的现状极度不符合国情。为了国民经济可持续发展，应少用或不用铬，科学、合理地利用战略资源，因此需尽快开发适合我国国情的磨球材料。
鉴于以上现状，CADI是一种理想的磨球材料。CADI以铁、碳为基体，通过等温淬火热处理得到针状铁素体、残余奥氏体（austenite）、碳化物和球状石墨形成的金相组织，性能特点为强度和韧性兼备，有较强的加工硬化能力，从而达到较高的表面硬度和耐磨性。CADI 磨球应用的主要优点是耐磨、节电、不破碎、无剥落、不失圆，能显著提高渣浆泵、叶轮、高频筛、磁选机等辅助设备的寿命。同时CADI材料的低弹性模量特点决定了CADI磨球在运转过程中具有减震、降低环境噪音等优点。
目前CADI磨球采用铸造方法制造。铸造磨球易出现铸造缺陷，造成使用中破碎或磨损不均匀。铸造磨球组织不够致密，影响耐磨性的发挥。因此，存在对CADI磨球的制造方法进行优化改进，进一步提高磨球性能的空间。
发明内容
为进一步优化改进CADI磨球的性能，本发明提出了一种新的CADI磨球加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：（1）原料采用球墨铸铁棒料；（2）将球墨铸铁棒料在加热炉内加热到一定温度后，使之通过斜轧机利用斜轧成球原理热轧制成半成品球；（3）半成品球再经过等温淬火、退火及回火等热处理工艺最终得到成品CADI磨球。
采用本发明加工方法制造的CADI磨球的技术性能特点是：（1）磨球整体硬度比较均匀，表面硬度到心部的硬度差HRC2～3；（2）使用前磨球表面硬度为HRC45～55（Φ150mm磨球的硬度在HRC50～55，Φ180mm磨球的硬度在HRC45～50）；（3）使用后加工硬化表面硬度HRC≥52（Φ150mm磨球使用后表面硬度HRC≥58，Φ180mm磨球使用后表面硬度HRC≥52 HRC）；（4）冲击韧性可达30 J/cm2以上。
本发明的有益效果是，采用本发明工艺制造的CADI磨球具有以下优点：（1）高硬度、高韧性，具有加工硬化特性；（2）在同等工况条件下，磨耗低于铸造获得的CADI磨球；（3）不易破碎，不易失圆；（4）密度低，可降低球磨机启动和运转功率；（5）延长球磨机辅助设备的使用寿命，减少维护费用。
具体实施方式
⑴ 按照CADI的化学成分进行配料，在电炉内进行冶炼，原料包括生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁、硼铁和钨铁等，并加入孕育剂和球化剂进行球化处理；
⑵ 将冶炼合格的CADI铁水铸造制成直径与欲加工磨球直径相等的棒料；
⑶ 将CADI棒料在连续式加热炉中重新加热到轧制要求的温度；
⑷ 将加热的棒料送入斜轧机，在两根带有特殊螺旋孔型的轧辊间轧制，连续加工出半成品CADI磨球。一台斜轧机每分钟可生产 60 到 360 颗CADI磨球；
⑸ 轧制后的半成品CADI磨球立即送入在线热处理设备中进行淬火和回火，达到要求的强度、硬度和冲击韧性等性能，成为成品CADI磨球；
⑹ 对制造完成的CADI磨球进行检验，检验合格的产品送往成品仓库，包装后交付给用户。
Claims (1)
1.一种应用于冶金、矿山、水泥、火力发电厂等行业磨机的含碳化物奥铁体球墨铸铁（CADI）磨球的加工方法，其特征在于：（1）原料为CADI棒料；（2）将球墨铸铁棒料在加热炉中加热到一定温度后，置于斜轧机中热轧制成半成品磨球；（3）半成品球再经过等温淬火和回火等工艺最终得到成品CADI磨球。
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