RU2169787C2 - Method for producing milling balls from white alloyed cast iron - Google Patents
Method for producing milling balls from white alloyed cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169787C2 RU2169787C2 RU99112750A RU99112750A RU2169787C2 RU 2169787 C2 RU2169787 C2 RU 2169787C2 RU 99112750 A RU99112750 A RU 99112750A RU 99112750 A RU99112750 A RU 99112750A RU 2169787 C2 RU2169787 C2 RU 2169787C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- balls
- iron
- rolling
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу получения деталей в виде мелющих шаров из белого легированного чугуна, которые могут использоваться в качестве быстроизнашивающихся деталей, например мелющих тел для шаровых мельниц. The invention relates to metallurgy, in particular to a method for producing parts in the form of grinding balls from white alloy steel, which can be used as wearing parts, for example grinding bodies for ball mills.
Известен способ получения деталей из белого износостойкого чугуна [1], включающий выплавку чугуна, его легирование до нужного химсостава, модифицирование силикобарием при сливе в ковш нагретого в печи до 1400-1480oC расплава, получение отливки заливкой чугуна заданного состава в песчаную или металлическую форму, очистку, обрубку и термическую обработку, осуществляемую в виде высокотемпературной нормализации с нагревом до 1050-1100oC и выдержкой при ней 2-3 ч и последующего высокотемпературного отпуска с нагревом до 690-710oC, выдержкой при ней 6-7 ч и охлаждением с печью до 400oC, а затем на воздухе, при этом после модифицирования получают чугун следующего состава, мас.%:
Углерод - 2,4-4,0
Кремний - 0,5-1,5
Марганец - 2,0-4,0
Никель - 2,0-4,0
Хром - 8,0-12,0
Молибден - 0,5-0,8
Бор - 0,1-0,3
Барий - 0,005-0,01
Фосфор - 0,02-0,1
Сера - 0,02-0,07
Железо - Остальное
Указанные детали могут быть использованы в качестве мелющих шаров в шаровых мельницах. Недостатком способа является невысокая ударостойкость шаров, что снижает их эксплуатационную стойкость при использовании в шаровых мельницах.A known method of producing parts from white wear-resistant cast iron [1], including smelting cast iron, alloying it to the desired chemical composition, modification with silicobarium when pouring the melt heated in the furnace to 1400-1480 o C, casting cast iron of a given composition into a sand or metal mold cleaning, chopping and heat treatment carried out in the form of high-temperature normalization with heating to 1050-1100 o C and holding it for 2-3 hours and subsequent high-temperature tempering with heating to 690-710 o C, holding it for 6-7 hours and cooling with a furnace to 400 o C, and then in air, while after modification receive cast iron of the following composition, wt.%:
Carbon - 2.4-4.0
Silicon - 0.5-1.5
Manganese - 2.0-4.0
Nickel - 2.0-4.0
Chrome - 8.0-12.0
Molybdenum - 0.5-0.8
Boron - 0.1-0.3
Barium - 0.005-0.01
Phosphorus - 0.02-0.1
Sulfur - 0.02-0.07
Iron - Else
These parts can be used as grinding balls in ball mills. The disadvantage of this method is the low impact resistance of the balls, which reduces their operational stability when used in ball mills.
Известен способ получения отливок и деталей из высоколегированного белого чугуна с высокой твердостью и износостойкостью [2; 3, с.336-434]. Недостатками способа являются: использование повышенного количества в качестве легирующих добавок дорогих и дефицитных элементов хрома, никеля, молибдена, ванадия, титана, меди, алюминия и других, что увеличивает стоимость отливок; повышенная хрупкость отливок и деталей; низкие технологические свойства чугуна, в частности низкая жидкотекучесть, высокая склонность к усадке и образованию трещин при литье и термической обработке, плохая обрабатываемость резанием, что затрудняет получение качественных отливок и деталей. A known method of producing castings and parts of high alloy white cast iron with high hardness and wear resistance [2; 3, p.336-434]. The disadvantages of the method are: the use of an increased amount of expensive and scarce elements of chromium, nickel, molybdenum, vanadium, titanium, copper, aluminum and others as alloying additives, which increases the cost of castings; increased fragility of castings and parts; low technological properties of cast iron, in particular low fluidity, a high tendency to shrink and cracking during casting and heat treatment, poor machinability, which makes it difficult to obtain high-quality castings and parts.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения чугунных шаров [4], заключающийся в выплавке чугуна, имеющего химический состав заэвтектического чугуна, получении круглой литой заготовки из белого литейного чугуна, нагревании ее в нагревательной печи и горячей пластической деформации ее ковкой или штамповкой при 900 - 1125oC. При этом образуются шары из белого литейного чугуна, имеющего структуру, в которой эвтектический цементит раздроблен и располагается равномерно в виде концентрических сфер в перлитной матрице шаров, что придает им высокую вязкость. Для придания необходимой твердости шарам их закаливают с последующим отпуском при температуре ниже Ac3 или отжигают при 150 - 250oC при следующем соотношении в чугуне компонентов, мас.%:
Углерод - 2,74-3,15
Кремний - 0,58-0,68
Марганец - 0,59-0,88
Хром - 1,07-1,65
Молибден - 0,31-0,98
Ванадий - 0,003-0,007
Никель - 0,4-1,66
Алюминий - 0,01-0,043
Титан - 0,005-0,05
Недостатками указанного способа являются использование дорогостоящих легирующих элементов никеля, ванадия, молибдена, алюминия, недостаточно высокая твердость, пластичность и ударостойкость шаров при использовании их в мельницах большого диаметра и при размоле материалов, твердость которых равна или превышает твердость образующихся в их структуре карбидов.The closest in technical essence and the achieved effect is a method for producing cast iron balls [4], which consists in smelting cast iron having the chemical composition of hypereutectic cast iron, producing a round cast billet from white cast iron, heating it in a heating furnace and hot plastic deformation by forging or stamping at 900 - 1125 o C. in this case, the balls are formed from white cast iron having a structure in which eutectic cementite is uniformly crushed and in the form of concentric spheres in erlitnoy matrix of balls, which gives them a high viscosity. To give the necessary hardness to the balls, they are quenched with subsequent tempering at a temperature below Ac 3 or annealed at 150 - 250 o C with the following ratio in components cast iron, wt.%:
Carbon - 2.74-3.15
Silicon - 0.58-0.68
Manganese - 0.59-0.88
Chrome - 1.07-1.65
Molybdenum - 0.31-0.98
Vanadium - 0.003-0.007
Nickel - 0.4-1.66
Aluminum - 0.01-0.043
Titanium - 0.005-0.05
The disadvantages of this method are the use of expensive alloying elements of nickel, vanadium, molybdenum, aluminum, insufficiently high hardness, ductility and impact resistance of balls when used in mills of large diameter and when grinding materials whose hardness is equal to or greater than the hardness of carbides formed in their structure.
Задачей изобретения является получение простым способом мелющих шаров из белого легированного чугуна с твердостью, обеспечивающей высокую их износостойкость, и высокой вязкостью и пластичностью, обеспечивающих высокую их ударостойкость при эксплуатации. The objective of the invention is to obtain in a simple way grinding balls of white alloy cast iron with a hardness that ensures their high wear resistance, and high viscosity and ductility, ensuring their high impact resistance during operation.
Для решения указанной задачи дополнительно проводят легирование и модифицирование чугуна, причем легирование чугуна на заданный состав осуществляют в электропечи при его выплавке, модифицирование осуществляют ферротитаном при сливе в ковш расплава, нагретого в печи до 1450-1470oC, круглую литую заготовку нагревают до 950-1050oC, прокатывают на шаропрокатном стане поперечно-винтовой прокатки, прокатанные шары с температуры прокатки подвергают сразу же закалке обдувкой воздухом, а затем высокому отпуску при 680-700oC, выдержке при ней 4-5 ч и охлаждению на воздухе при следующем соотношении в чугуне компонентов, мас.%:
Углерод - 2,2-3,5
Кремний - 0,3-0,6
Хром - 6,0-12,0
Марганец - 4,0-6,0
Молибден - 0,5-0,8
Бор - 0,1-0,3
Никель - 0,3-0,6
Титан - 0,1-0,3
Фосфор - 0,02-0,1
Сера - 0,02-0,07
Железо - Остальное
В результате получают мелющие шары из белого легированного чугуна, микроструктура которых состоит из раздробленных пластической деформацией при прокатке мелких эвтектических карбидов и образовавшихся в результате закалки и отпуска очень мелких вторичных карбидов, равномерно распределенных в образовавшейся при этом аустенитно-трооститной металлической матрице, легированной хромом, марганцем, никелем, бором, титаном. Такая микроструктура чугуна обеспечивает одновременно его очень высокую твердость и износостойкость, прочность, пластичность и вязкость, в результате чего полученные из него мелющие шары обладают высокой эксплуатационной стойкостью.To solve this problem, alloying and modifying cast iron is additionally carried out, moreover, alloying of cast iron for a given composition is carried out in an electric furnace during its smelting, modification is carried out with ferrotitanium when pouring melt heated in the furnace to 1450-1470 o C, a round cast billet is heated to 950- 1050 o C, rolled on a ball mill of helical rolling, the rolled balls from the temperature of rolling are immediately quenched by blowing with air, and then high tempering at 680-700 o C, holding for 4-5 hours and cooling to air in the following ratio in the cast iron components, wt.%:
Carbon - 2.2-3.5
Silicon - 0.3-0.6
Chrome - 6.0-12.0
Manganese - 4.0-6.0
Molybdenum - 0.5-0.8
Boron - 0.1-0.3
Nickel - 0.3-0.6
Titanium - 0.1-0.3
Phosphorus - 0.02-0.1
Sulfur - 0.02-0.07
Iron - Else
As a result, grinding balls made of white alloyed iron are obtained, the microstructure of which consists of crushed plastic deformation during rolling of small eutectic carbides and formed as a result of quenching and tempering of very small secondary carbides uniformly distributed in the resulting austenitic-troostite metal matrix alloyed with chromium and manganese , nickel, boron, titanium. Such a microstructure of cast iron provides at the same time its very high hardness and wear resistance, strength, ductility and viscosity, as a result of which grinding balls obtained from it have high operational stability.
Модифицирование чугуна ферротитаном способствует измельчению микроструктуры литой заготовки и образованию большого количества в ней карбидов. Modification of cast iron by ferrotitanium contributes to the grinding of the microstructure of the cast billet and the formation of a large amount of carbides in it.
Применение закалки обдувкой воздухом и после нее высокотемпературного отпуска способствует снижению внутренних напряжений в шарах, получению высокой их прочности, вязкости и пластичности вследствие образования вязкой аустенитно-трооститной металлической матрицы и высокой их твердости и износостойкости вследствие насыщения матрицы эвтектическими и вторичными карбидами. Такой способ получения мелющих шаров из белого легированного чугуна выбран на основе проведенных исследований влияния параметров различных этапов технологического процесса и состава чугуна на их микроструктуру и свойства и выбора их оптимальных значений, обеспечивающих наилучшие показатели свойств. The use of quenching by air blowing and after it of high-temperature tempering helps to reduce internal stresses in the balls, to obtain their high strength, viscosity and ductility due to the formation of a viscous austenitic-troostite metal matrix and their high hardness and wear resistance due to saturation of the matrix with eutectic and secondary carbides. This method of obtaining grinding balls from white alloyed cast iron was selected on the basis of studies of the influence of the parameters of various stages of the technological process and the composition of cast iron on their microstructure and properties and the choice of their optimal values that provide the best properties.
Применение непрерывного литья обеспечивает получение простым высокопроизводительным и дешевым способом цилиндрической заготовки с плотной структурой. The use of continuous casting makes it possible to obtain a cylindrical billet with a dense structure in a simple high-performance and cheap way.
Применение поперечно-винтовой горячей прокатки на шаропрокатном стане обеспечивает получение простым высокопроизводительным способом сферических тел в виде шаров, при этом пластическая деформация литой заготовки приводит к дроблению сплошной сетки образовавшихся в ней при литье эвтектических карбидов и равномерному распределению их в металлической матрице шаров. The use of cross-helical hot rolling on a ball rolling mill ensures the production of spherical bodies in the form of balls in a simple high-performance way, and the plastic deformation of the cast billet leads to crushing of the continuous mesh formed in it during casting of eutectic carbides and their uniform distribution in the metal matrix of the balls.
Легирование чугуна целесообразно проводить в электропечи при его выплавке, так как при этом обеспечивается наилучшее усвоение легирующих элементов из вводимых легирующих добавок и получение точного химического состава чугуна. It is advisable to alloy cast iron in an electric furnace during its smelting, as this ensures the best assimilation of alloying elements from introduced alloying additives and obtaining the exact chemical composition of cast iron.
Содержание в белом износостойком чугуне 2,2 - 3,5% углерода способствует образованию в нем карбидов, что повышает его твердость и износостойкость. Повышение содержания углерода выше указанного верхнего предела способствует образованию в структуре чугуна сплошной сетки из эвтектических карбидов, что приводит к повышению хрупкости и снижению вязкости чугуна. Снижение содержания углерода в белом чугуне ниже нижнего предела сильно снижает количество карбидов в нем, что снижает его твердость и износостойкость. The content of 2.2 - 3.5% carbon in white wear-resistant cast iron contributes to the formation of carbides in it, which increases its hardness and wear resistance. An increase in carbon content above the specified upper limit promotes the formation of a continuous network of eutectic carbides in the structure of cast iron, which leads to an increase in brittleness and a decrease in the viscosity of cast iron. Reducing the carbon content in white cast iron below the lower limit greatly reduces the amount of carbides in it, which reduces its hardness and wear resistance.
Содержание в чугуне 0,3 - 0,6% кремния повышает его технологические свойства - увеличивает жидкотекучесть, снижает склонность к усадке, что повышает качество и свойства отливок. The content of 0.3-0.6% silicon in cast iron increases its technological properties - increases fluidity, reduces the tendency to shrink, which improves the quality and properties of castings.
Содержание в белом износостойком чугуне 4 - 6% марганца повышает его пластичность и вязкость вследствие образования в его микроструктуре аустенита, который при прокатке шаров обеспечивает необходимую пластичность чугуна, а после их отпуска превращается в троостит и повышает их вязкость. Снижение содержания в чугуне марганца ниже нижнего указанного уровня снижает его положительное влияние на структуру и свойства белого чугуна. Повышение его содержания выше верхнего указанного предела приводит к образованию в его структуре большого количества стабильного аустенита, не превращающегося в троостит при закалке и отпуске, что приводит к снижению твердости и износостойкости шаров. The content of 4-6% manganese in white wear-resistant cast iron increases its ductility and viscosity due to the formation of austenite in its microstructure, which, when rolling balls, provides the necessary ductility of cast iron, and after tempering it turns into troostite and increases their viscosity. The decrease in the content of manganese in cast iron below the lower specified level reduces its positive effect on the structure and properties of white cast iron. An increase in its content above the upper specified limit leads to the formation in its structure of a large amount of stable austenite, which does not turn into troostite during quenching and tempering, which leads to a decrease in the hardness and wear resistance of the balls.
Содержание в белом износостойком чугуне 6 - 12% хрома обеспечивает его высокую твердость и износостойкость вследствие образования в его микроструктуре большого количества очень твердых карбидов (Cr, Fe)7C3 (Cr, Fe)23C6. При снижении содержания хрома ниже нижнего указанного уровня в его микроструктуре образуются лишь карбиды в виде легированного цементита (Cr, Fe)3C, существенно снижающие твердость и износостойкость белого легированного чугуна. Повышение содержания хрома выше верхнего указанного предела не приводит к существенному повышению твердости и износостойкости чугуна, но увеличивает стоимость шаров.The content of chromium in white wear-resistant cast iron 6 - 12% ensures its high hardness and wear resistance due to the formation of a large number of very hard carbides (Cr, Fe) 7 C 3 (Cr, Fe) 23 C 6 in its microstructure. With a decrease in the chromium content below the lower indicated level, only carbides in the form of alloyed cementite (Cr, Fe) 3 C are formed in its microstructure, which significantly reduce the hardness and wear resistance of white alloyed cast iron. Increasing the chromium content above the upper specified limit does not lead to a significant increase in the hardness and wear resistance of cast iron, but increases the cost of the balls.
Содержание 0.1 - 0.3% бора в белом износостойком чугуне повышает свойства шаров, так как он образует очень твердые и износостойкие высокодисперсные борокарбонитриды, значительно увеличивающие твердость и износостойкость чугуна. Кроме того, бор способствует измельчению литой структуры чугуна, что повышает его свойства. The content of 0.1 - 0.3% boron in white wear-resistant cast iron increases the properties of the balls, since it forms very hard and wear-resistant, highly dispersed borocarbonitrides, which significantly increase the hardness and wear resistance of cast iron. In addition, boron contributes to the grinding of the cast iron structure, which increases its properties.
При снижении содержания бора ниже нижнего указанного предела резко снижается его положительное влияние на структуру и свойства чугуна, а при повышении его содержания выше верхнего указанного предела он способствует увеличению хрупкости чугуна, что снижает эксплуатационные свойства шаров. With a decrease in boron content below the lower specified limit, its positive effect on the structure and properties of cast iron decreases sharply, and with an increase in its content above the upper specified limit, it contributes to an increase in the fragility of cast iron, which reduces the operational properties of the balls.
Содержание в белом легированном чугуне 0,02 - 0,07% серы и 0,02 - 0,1% фосфора соответствует содержанию их в железоуглеродистой шихте в виде примеси и не оказывает влияния на свойства шаров. The content of 0.02-0.07% sulfur and 0.02-0.1% phosphorus in white cast iron corresponds to their content in the iron-carbon charge as an impurity and does not affect the properties of the balls.
Содержание в белом чугуне 0,1 - 0,3% титана достигается при модифицировании, влияние которого на структуру описано выше. The content in white iron of 0.1 - 0.3% of titanium is achieved by modification, the effect of which on the structure is described above.
Содержание в белом легированном чугуне 0,3-0,6% никеля способствует повышению прокаливаемости шаров при их закалке, что обеспечивает получение равномерной твердости по всему их объему и повышению их эксплуатационной стойкости. The content of nickel in white alloyed iron 0.3-0.6% contributes to an increase in the hardenability of the balls during their hardening, which ensures uniform hardness throughout their volume and an increase in their operational stability.
Воздушная закалка шаров сразу же после прокатки обдувкой их воздухом обеспечивает повышение их твердости и износостойкости вследствие мартенситного превращения аустенита. Сохраняющееся при этом небольшое количество остаточного аустенита способствует повышению вязкости чугуна и ударостойкости шаров. Она возможна благодаря принятому содержанию в чугуне марганца и никеля. Air quenching of the balls immediately after rolling by blowing them with air provides an increase in their hardness and wear resistance due to martensitic transformation of austenite. The small amount of residual austenite remaining at the same time increases the viscosity of cast iron and the impact resistance of the balls. It is possible due to the accepted content of manganese and nickel in cast iron.
Высокотемпературный отпуск шаров из белого легированного чугуна после их воздушной закалки обеспечивает повышение их эксплуатационной стойкости. Это происходит за счет снятия внутренних напряжений, образовавшихся в результате пластической деформации и закалки, и получения аустенитно-трооститной металлической матрицы в шарах и равномерного насыщения ее очень мелкими вторичными карбидами, образующимися при отпуске. High-temperature tempering of white alloyed iron balls after their air hardening provides an increase in their operational stability. This is due to the removal of internal stresses resulting from plastic deformation and quenching, and the production of an austenitic-troostite metal matrix in balls and uniform saturation of it with very small secondary carbides formed during tempering.
Снижение температуры нагрева и времени выдержки при отпуске шаров ниже нижних указанных их пределов не обеспечивает повышения их эксплуатационных свойств, так как не способствует полному снятию внутренних напряжений и полным структурным превращениям, что повышает хрупкость чугуна, а повышение их выше верхних указанных пределов не оказывает существенного положительного влияния на качество шаров, но повышает их стоимость. A decrease in the heating temperature and holding time when the balls are released below their lower specified limits does not provide an increase in their operational properties, since it does not contribute to the complete removal of internal stresses and complete structural transformations, which increases the brittleness of cast iron, and increasing them above the upper specified limits does not have a significant positive influence on the quality of the balls, but increases their value.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретений, заключается в достижении высокой твердости и износостойкости шаров наряду с высокой вязкостью и невысокой их стоимостью. Это достигается получением в их микроструктуре аустенитно-трооститной металлической матрицы, насыщенной большим количеством мелких равномерно распределенных в ней очень твердых карбидов (Fe, Cr)7C3, (Cr, Fe)3C и (Cr, Fe)23C6. Мелющие шары, полученные таким способом, обладают высокой износостойкостью и ударостойкостью, что обеспечивает их высокую эксплуатационную стойкость.The technical result obtained by carrying out the inventions is to achieve high hardness and wear resistance of the balls along with high viscosity and low cost. This is achieved by obtaining in their microstructure an austenitic-troostite metal matrix saturated with a large number of small very hard carbides (Fe, Cr) 7 C 3 , (Cr, Fe) 3 C and (Cr, Fe) 23 C 6 uniformly distributed in it. Grinding balls obtained in this way have high wear resistance and impact resistance, which ensures their high operational resistance.
Способ может быть осуществлен с использованием следующих технических приемов. The method can be carried out using the following techniques.
Плавку чугуна с одновременным его легированием осуществляют в электропечи, а его модифицирование - в разливочных ковшах при сливе в них расплава из печи. Круглые литые заготовки получают путем непрерывной разливки чугуна на машинах непрерывного литья. Melting of cast iron with its simultaneous alloying is carried out in an electric furnace, and its modification is carried out in casting ladles when the melt is drained from the furnace. Round cast billets are obtained by continuous casting of cast iron on continuous casting machines.
Прокатку шаров осуществляют на стане поперечно-винтовой прокатки из литого цилиндрического прутка. Прокатанные шары подвергают немедленной закалке с температуры прокатки, а затем высокотемпературному отпуску в нагревательной печи. Указанные технические средства и технологические приемы обеспечивают получение высококачественных шаров с заявленными свойствами. Ball rolling is carried out on a cross-helical rolling mill from a cast cylindrical bar. Laminated balls are subjected to immediate hardening from the rolling temperature, and then to high-temperature tempering in a heating furnace. The specified technical means and technological methods provide high-quality balls with the declared properties.
Пример. B плавильной электропечи расплавляли железоуглеродистые шихтовые материалы и получали легированный чугун. После нагрева расплава в печи до 1465oC его сливали в разливочный ковш, в который предварительно засыпали дробленый ферротитан, что обеспечивало после модифицирования следующее содержание в чугуне элементов, мас.%:
Углерод - 3,3
Кремний - 0,42
Марганец - 5,31
Хром - 10,44
Никель - 0,48
Бор - 0,19
Фосфор - 0,062
Сера - 0,033
Титан - 0,17
Железо - Остальное.Example. In a melting furnace, iron-carbon charge materials were melted and alloyed cast iron was obtained. After heating the melt in the furnace to 1465 o C, it was poured into a casting ladle, into which crushed ferrotitanium was previously filled in, which provided after modification the following content in the cast iron of elements, wt.%:
Carbon - 3.3
Silicon - 0.42
Manganese - 5.31
Chrome - 10.44
Nickel - 0.48
Boron - 0.19
Phosphorus - 0.062
Sulfur - 0,033
Titanium - 0.17
Iron - The rest.
Из чугуна указанного состава на горизонтальной машине непрерывного литья получали отливки заготовок из белого легированного чугуна длиной 2,5 м, диаметром 40 мм. Полученные отливки заготовок подвергали нагреву в термической нагревательной печи до 1030oC и затем подвергали их прокатке на стане поперечно-винтовой прокатки при 990oC и получали шары диаметром 41 мм. Выходящие из прокатного стана шары подвергали закалке с температуры прокатки обдувкой их воздухом. Твердость шаров после закалки составляла HRC60. Твердость полученных шаров в закаленном состоянии выше прототипа на 13%. Шары после закалки содержали в микроструктуре мартенсит, что снижало их ударостойкость.From cast iron of the specified composition on a horizontal continuous casting machine, castings of white alloy steel castings of 2.5 m in length and 40 mm in diameter were obtained. The obtained castings of the billets were heated in a thermal heating furnace to 1030 ° C and then subjected to rolling in a helical rolling mill at 990 ° C and balls 41 mm in diameter were obtained. The balls leaving the rolling mill were quenched from the rolling temperature by blowing them with air. The hardness of the balls after hardening was HRC60. The hardness of the obtained balls in the hardened state is 13% higher than the prototype. After quenching, the balls contained martensite in the microstructure, which reduced their impact resistance.
После закалки шары подвергали высокотемпературному отпуску в камерной термической печи путем нагрева их до 690oC и выдержки при ней 4,5 ч, после чего они извлекались из печи и охлаждались на воздухе.After hardening, the balls were subjected to high-temperature tempering in a chamber thermal furnace by heating them to 690 ° C and holding for 4.5 hours, after which they were removed from the furnace and cooled in air.
Твердость шаров после высокотемпературного отпуска составила HRC65, что выше прототипа на 22,6%. Это достигалось путем насыщения микроструктуры чугуна шаров вторичными карбидами. The hardness of the balls after high-temperature tempering was HRC65, which is 22.6% higher than the prototype. This was achieved by saturating the microstructure of cast iron balls with secondary carbides.
Проведенные испытания на машине трения показали, что относительная абразивная износостойкость заявленных шаров выше прототипа на 22%. Tests on a friction machine showed that the relative abrasive wear resistance of the claimed balls is higher than the prototype by 22%.
Испытания на раздавливание на прессе показали усилие раздавливания шаров 99,4 т, что выше, чем у прототипа, на 37%. Crushing tests on the press showed a ball crushing force of 99.4 tons, which is 37% higher than that of the prototype.
Стоимость заявленных шаров ниже стоимости прототипа, так как при этом не используются дорогостоящие легирующие элементы и применяется простой способ их изготовления. The cost of the declared balls is lower than the cost of the prototype, since it does not use expensive alloying elements and uses a simple method for their manufacture.
Получение шаров из белого легированного чугуна заявленным способом обеспечивает высокую их твердость, износостойкость, вязкость, эксплуатационную стойкость и невысокую стоимость. Obtaining balls of white alloyed iron of the claimed method provides their high hardness, wear resistance, toughness, operational resistance and low cost.
Источники информации
1. Патент РФ N 2113495, М. кл. C 21 B 11/10, C 21 C 1/08, C 22 G 37/00 - 1998 г. БИ N 17.Sources of information
1. RF patent N 2113495, M. cl. C 21 B 11/10, C 21 C 1/08, C 22 G 37/00 - 1998; BI N 17.
2. ГОСТ 7769-82, Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки. - М.: Издательство стандартов, 1987 г. - 23 с. 2. GOST 7769-82, Alloy cast iron for castings with special properties. Stamps. - M .: Publishing house of standards, 1987 - 23 p.
3. Чугун. Справочник/ Под ред. А.Д.Шермана, А.А.Жукова/ - М.: Металлургия, 1991 г. - 576 с. 3. Cast iron. Handbook / Ed. A.D.Sherman, A.A. Zhukov / - M .: Metallurgy, 1991 - 576 p.
4. Патент США N 3844844, публикация 29 октября 1974 г., том 927, N 5.5 4. US patent N 3844844, publication October 29, 1974, volume 927, N 5.5
Claims (1)
Углерод - 2,2 - 3,5
Кремний - 0,3 - 0,6
Хром - 6,0 - 12,0
Марганец - 4,0 - 6,0
Молибден - 0,5 - 0,8
Бор - 0,1 - 0,3
Титан - 0,1 - 0,3
Никель - 0,3 - 0,6
Фосфор - 0,02 - 0,1
Сера - 0,02 - 0,07
Железо - ОстальноеA method of obtaining parts in the form of grinding balls from white alloyed iron, including melting in an electric furnace an iron-carbon charge, smelting cast iron of a given composition, casting a round cast billet on a continuous casting machine, preheating it, rolling the balls and heat treating, characterized in that it is additionally alloyed and modification of cast iron, moreover, alloying of cast iron to a given composition is carried out in an electric furnace during its smelting, and modification with ferrotitanium when draining into a melt ladle, heating in the furnace to 1450 - 1470 o C, the round cast billet is heated to 950 - 1050 o C and rolled on a ball-rolling cross-helical rolling mill, the balls obtained are subjected to immediate air quenching from the rolling temperature by blowing them with air and then high tempering by heating to 680 - 700 o C and holding it for 4 to 5 hours, followed by cooling in air, while cast iron receive the following chemical composition, wt.%:
Carbon - 2.2 - 3.5
Silicon - 0.3 - 0.6
Chrome - 6.0 - 12.0
Manganese - 4.0 - 6.0
Molybdenum - 0.5 - 0.8
Boron - 0.1 - 0.3
Titanium - 0.1 - 0.3
Nickel - 0.3 - 0.6
Phosphorus - 0.02 - 0.1
Sulfur - 0.02 - 0.07
Iron - Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99112750A RU2169787C2 (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Method for producing milling balls from white alloyed cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99112750A RU2169787C2 (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Method for producing milling balls from white alloyed cast iron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99112750A RU99112750A (en) | 2001-04-10 |
| RU2169787C2 true RU2169787C2 (en) | 2001-06-27 |
Family
ID=20221263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99112750A RU2169787C2 (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Method for producing milling balls from white alloyed cast iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2169787C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218441C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество "ГАЗ" | Cast iron |
| RU2308346C2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-10-20 | Государственное Образовательное Учреждение Московский Государственный Технологический Университет "СТАНКИН" (ГОУ МГТУ "СТАНКИН") | Cast-iron ball-type grinding bodies shaping method |
| RU2427427C2 (en) * | 2009-08-03 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Grinding bodies for uranium ore crushing |
| CN102676909A (en) * | 2012-03-14 | 2012-09-19 | 太原理工大学 | Method for manufacturing high-chrome cast iron grinding balls |
| CN102965565A (en) * | 2012-11-23 | 2013-03-13 | 清原满族自治县三方耐磨材料有限公司 | Wear-resistant alloy, silicon alloy grinding ball, silicon alloy grinding section and preparation method thereof |
| CN107739972A (en) * | 2017-10-23 | 2018-02-27 | 宁国市正兴耐磨材料有限公司 | The preparation method of manganese high-toughness wear-resistant ball in a kind of high chromium |
| CN109972052A (en) * | 2018-06-08 | 2019-07-05 | 中南大学 | A kind of strontium modified hard alloy and its casting and heat treatment method |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3844844A (en) * | 1972-03-06 | 1974-10-29 | Pacific Metals Co Ltd | High toughness iron balls and process of making the same |
| GB1499290A (en) * | 1976-09-13 | 1978-01-25 | Noranda Mines Ltd | Cast iron |
| GB2153846A (en) * | 1984-02-04 | 1985-08-29 | Sheepbridge Equipment Limited | Cast iron alloy for grinding media |
| RU2016077C1 (en) * | 1992-01-04 | 1994-07-15 | Институт проблем литья АН Украины | Method for manufacture of pig iron grinding bodies |
| RU2082530C1 (en) * | 1995-05-31 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Кронтиф" | Method of making cast iron grinding balls |
| RU2113495C1 (en) * | 1996-01-23 | 1998-06-20 | Кульбовский Иван Кузьмич | Method of manufacturing cast blank of wear-resistant cast iron for quick-wearable parts |
| RU2128238C1 (en) * | 1998-05-29 | 1999-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ассоциация металлургов и инвесторов" | Cast iron for grinding bodies |
-
1999
- 1999-06-15 RU RU99112750A patent/RU2169787C2/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3844844A (en) * | 1972-03-06 | 1974-10-29 | Pacific Metals Co Ltd | High toughness iron balls and process of making the same |
| GB1499290A (en) * | 1976-09-13 | 1978-01-25 | Noranda Mines Ltd | Cast iron |
| GB2153846A (en) * | 1984-02-04 | 1985-08-29 | Sheepbridge Equipment Limited | Cast iron alloy for grinding media |
| RU2016077C1 (en) * | 1992-01-04 | 1994-07-15 | Институт проблем литья АН Украины | Method for manufacture of pig iron grinding bodies |
| RU2082530C1 (en) * | 1995-05-31 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Кронтиф" | Method of making cast iron grinding balls |
| RU2113495C1 (en) * | 1996-01-23 | 1998-06-20 | Кульбовский Иван Кузьмич | Method of manufacturing cast blank of wear-resistant cast iron for quick-wearable parts |
| RU2128238C1 (en) * | 1998-05-29 | 1999-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ассоциация металлургов и инвесторов" | Cast iron for grinding bodies |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218441C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество "ГАЗ" | Cast iron |
| RU2308346C2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-10-20 | Государственное Образовательное Учреждение Московский Государственный Технологический Университет "СТАНКИН" (ГОУ МГТУ "СТАНКИН") | Cast-iron ball-type grinding bodies shaping method |
| RU2427427C2 (en) * | 2009-08-03 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Grinding bodies for uranium ore crushing |
| CN102676909A (en) * | 2012-03-14 | 2012-09-19 | 太原理工大学 | Method for manufacturing high-chrome cast iron grinding balls |
| CN102676909B (en) * | 2012-03-14 | 2014-04-16 | 太原理工大学 | Method for manufacturing high-chrome cast iron grinding balls |
| CN102965565A (en) * | 2012-11-23 | 2013-03-13 | 清原满族自治县三方耐磨材料有限公司 | Wear-resistant alloy, silicon alloy grinding ball, silicon alloy grinding section and preparation method thereof |
| CN102965565B (en) * | 2012-11-23 | 2015-12-02 | 清原满族自治县三方耐磨材料有限公司 | Wear resistant alloy, silicon alloy abrading-ball, silicon alloy mill section and preparation method |
| CN107739972A (en) * | 2017-10-23 | 2018-02-27 | 宁国市正兴耐磨材料有限公司 | The preparation method of manganese high-toughness wear-resistant ball in a kind of high chromium |
| CN109972052A (en) * | 2018-06-08 | 2019-07-05 | 中南大学 | A kind of strontium modified hard alloy and its casting and heat treatment method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104148399B (en) | For abrasion-resistant roller of mill stand and preparation method thereof in steel rolling | |
| US6551419B2 (en) | Hot-rolled steel wire and rod for machine structural use and a method for producing the same | |
| CN105088089B (en) | Automobile cold-rolled selector fork steel beam column and production method | |
| KR101965521B1 (en) | Rolled steel bar or rolled wire material for cold-forged component | |
| CN104561802A (en) | High-hardness high-toughness cold work die steel as well as preparation method thereof | |
| JP3809004B2 (en) | Induction quenching steel with excellent high strength and low heat treatment strain characteristics and its manufacturing method | |
| CN108660390A (en) | A kind of high impact toughness cold work die steel and preparation method thereof | |
| RU2169787C2 (en) | Method for producing milling balls from white alloyed cast iron | |
| JP2002507663A (en) | Steel material and its manufacturing method | |
| WO2010029505A2 (en) | Free-machining powder metallurgy lead-free steel articles and method of making same | |
| RU2082530C1 (en) | Method of making cast iron grinding balls | |
| JP3002392B2 (en) | Method for manufacturing centrifugally cast composite roll | |
| RU2113495C1 (en) | Method of manufacturing cast blank of wear-resistant cast iron for quick-wearable parts | |
| RU2249624C1 (en) | Round-profiled rolled iron from low-alloyed steel for cold die forging of high-strength geometrically complex fastening members | |
| JP6828591B2 (en) | Bearing steel and bearing parts | |
| JP3716073B2 (en) | Manufacturing method of hot forged parts with excellent machinability and fatigue characteristics | |
| PL181691B1 (en) | High-carbon steel, method of obtaining same and apllication thereof in components underground abrasion | |
| RU2412780C1 (en) | Method of producing wear-resistant white iron | |
| KR102678568B1 (en) | Low carbon spherodial alloy steel and method of manufacturing the same | |
| RU2249629C1 (en) | Round-profiled rolled iron from medium-carbon high-plasticity steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
| RU2250268C1 (en) | Method of production of ingots made out of mottled cast iron with austenitic-bainite structure | |
| RU2249628C1 (en) | Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
| CN109972024B (en) | Steel for gear steel bar and preparation method thereof and preparation method of steel bar | |
| RU2449043C2 (en) | Method for cast iron heat treatment with spherical graphite | |
| KR100528120B1 (en) | compound metal and making mathod of austempered high carbon with high-intensity, high-lenacity |