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适用于矿山磨矿的硬质合金耐磨钢球及其制备方法

461 编辑：中冶有色网来源：娄底鼎源智能装备有限公司

2025-10-22 15:00:32

权利要求 1.一种适用于矿山磨矿的硬质合金耐磨钢球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：原料准备与配料计算，选用废钢和生铁，合金原料包括高碳铬铁、石墨化增碳剂、硅铁、锰铁、镍铁、钼铁、电解铜、钒铁、钛铁、氮化铁粉、工业纯铝，目标化学成分按质量分数计为C 2.1-2.2%、Si 0.6-0.7%、Mn 0.5-0.6%、Cr 9.8-10.0%、V 0.10-0.20%、Ti 0.03-0.06%，总氮40-80 ppm; 步骤S2：熔炼与微合金化，在中频感应炉中升温使钢液熔清，依次加入合金元素进行配比，通过加入工业纯铝进行终脱氧，在钢包内分次加入钒铁、钛铁或钒铁与钛铁的组合，建立V-Ti-C-N微合金体系，形成以MN/MCN为硬核的析出相前驱体; 步骤S3：受控引氮与净化，在钢水氧含量≤30 ppm条件下进行受控引氮，采用固体引氮法或气体引氮法，引氮后总氮含量控制在40-80 ppm，完善V-Ti-C-N微合金体系，促进MN/MCN硬核形成; 步骤S4：浇注凝固，设置过滤器进行过滤，采用底注浇注方式; 步骤S5：热处理，包括奥氏体化、淬火和回火，通过热处理工艺使碳氮化铬梯度自钝化壳层在MN/MCN硬核表面形成核壳析出相结构。 2.如权利要求1所述的一种适用于矿山磨矿的硬质合金耐磨钢球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中废钢和生铁的成分要求为：磷含量≤0.020%、硫含量0.01-0.02%;所述合金原料的纯度要求为：钒铁中钒含量≥50%、钛铁中钛含量≥30%、氮化铁粉中氮含量为3-5%、工业纯铝纯度≥99.5%。 3.如权利要求1所述的一种适用于矿山磨矿的硬质合金耐磨钢球的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中熔炼工艺参数为：升温至1600-1620℃使钢液熔清，采用氩气搅拌1-3min，出钢温度控制在1530-1560℃，工业纯铝加入量为0.01-0.03%使钢水氧含量≤30 ppm。 4.如权利要求1所述的一种适用于矿山磨矿的硬质合金耐磨钢球的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中引氮工艺参数为：固体引氮法加入氮化铁粉10-20 g/t或气体引氮法鼓泡压力0.015-0.025 MPa、鼓泡时间90-120 s，引氮后总氮含量控

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