权利要求
1.一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，其特征在于：包括由耐磨金属构成的基体(1)，以及包裹在所述基体(1)外表面的颗粒陶瓷聚合体(2)，所述颗粒陶瓷聚合体(2)由颗粒陶瓷(21)、高温胶粘剂及铁合金粉末混合固化而成，且所述混合物料内嵌有增强钢丝(22);其中，按重量百分比计，颗粒陶瓷(21)占80～95%，高温胶粘剂占5～10%，铁合金粉末占2～10%。
2.如权利要求1所述的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，其特征在于：所述的耐磨金属基体(1)的耐磨金属为硅
锰合金钢、铬钼合金钢、合金球墨铸铁或铬系白口铸铁，其硬度为HRC30～65、冲击韧性为5～40J/cm²。
3.如权利要求1或2所述的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，其特征在于：所述颗粒陶瓷聚合体(2)中的颗粒陶瓷(21)的粒径为φ1～5mm，颗粒陶瓷聚合体(2)的层厚度为5～50mm。
4.如权利要求3所述的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，其特征在于：所述颗粒陶瓷(21)材质为
氧化铝(Al2O3)陶瓷、氧化锆(ZrO2)陶瓷、碳化钛(TiC)陶瓷、氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷中的一种或任意几种的组合，其硬度为HRA70～95。
5.一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻的制造方法，包括以下步骤：
S1模具准备：采用发泡成型工艺，分别制备直径小于目标磨球/磨锻直径10mm～50mm的EPS(可发性聚苯乙烯)泡沫材质半球状/半圆柱状芯模(3)，按磨球直径尺寸发泡成型EPS泡沫材质半球状/半圆柱状外模(4);在所述半球状/半圆柱状芯模(3)与所述半球状/半圆柱状外模之间的空腔内，交叉放置多根增强钢丝(22);
S2配料混合：将粒径尺寸为φ1～5mm的颗粒陶瓷(21)、高温胶粘剂和粒度为300～600目铁合金粉末按80～95%：5～10%：2～10%的重量比混合均匀，其中所述的高温胶粘剂为无机氧化
铜基高温胶、硅酸钠高温胶、硅酸钾高温胶、酚醛树脂、硅溶胶或铝溶胶之一;
S3聚合体制备：将步骤S2中混合均匀的混合物装入半球状/半圆柱状芯模(3)与半球状/半圆柱状外模(4)的空腔内，室温静置1～3天后脱模，得到厚度为5～25mm的半球状/半圆管状颗粒陶瓷聚合体(2);
S4脱水处理：将半球状/半圆管状颗粒陶瓷聚合体(2)在烘箱中100～300℃烘烤5～48h脱水，以去除水分及部分有机物，提高颗粒陶瓷聚合体耐高温强度;
S5模具装配：将两件经过脱水处理的半球壳状/半圆管状颗粒陶瓷聚合体(2)合拢为一个完整球壳/管壳，放置于铸造磨球/磨锻的砂型或金属型模具型腔中;
S6熔铸复合：按成分要求配制、熔炼耐磨金属合金，将温度高于该合金常规浇铸温度20～100℃的高温耐磨金属液浇注进铸造磨球/磨锻的砂型或金属型模具型腔中，由于颗粒陶瓷(21)的粒径尺寸为φ1～5mm，制成的球体/圆管状颗粒陶瓷聚合体(2)中具有细小的孔隙和毛细管路，浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入含有颗粒陶瓷(21)和铁合金粉的颗粒陶瓷聚合体(2)的孔隙中，在铁合金粉的帮助下实现耐磨金属与颗粒陶瓷的高强度结合;
S7后处理：铸件冷却凝固后对毛坯清砂打磨，按耐磨金属的性能要求进行热处理，得到金属结构致密、性能优异的熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻产品。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及研磨设备技术领域，具体涉及一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，同时还涉及该球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻的制造方法。
背景技术
[0002]球磨机作为物料粉碎的关键设备，广泛应用于选矿、冶金、建材、火电、化工等行业，其工作原理主要依赖筒体内的核心研磨介质(如磨球、磨锻)在旋转过程中对物料的冲击与研磨作用。因此，研磨介质的性能直接影响球磨机的粉磨效率、能耗及产品质量。
[0003]研磨介质主要作用为：1、破碎与研磨，通过离心力作用磨球随筒体旋转至一定高度后自由下落，对物料产生冲击力实现粗碎，同时，磨球间的滑动和滚动摩擦进一步研磨物料至细粉;2、控制物料流速，磨球的级配(不同尺寸组合)可调节物料在筒体内的停留时间，优化粉磨效率;3、适应不同工艺需求，湿磨时需耐腐蚀材质(如不锈钢球)，干磨则注重耐磨性(如高铬铸铁球);4、特殊场景如陶瓷生产需无铁污染的瓷球。
[0004]磨球/磨锻按现有材质分类主要有陶瓷球和金属磨球/磨锻，陶瓷球密度低、无金属污染，适用于食品、医药或高纯度材料(如电子陶瓷)的精细研磨;目前应用范围最广、使用数量最多的是金属磨球，包含普通合金钢球、不锈钢球、低合金铸铁球和高铬铸铁球等种类。
[0005]普通合金钢球，硬度低、韧性好，适用于一般矿石和水泥粉磨;不锈钢球，耐腐蚀性强，硬度低，用于湿法选矿或化工物料处理;低合金铸铁球，成本低、硬度较低(HRC≥45)，多用于初级破碎阶段;高铬铸铁球(Cr≥10%)，高硬度(≥58 HRC)，耐磨性好，但韧性低，适合硬质物料(如石英砂)和干法生产(水泥厂)。韧性好的合金钢球硬度低、磨耗高，虽然成本低，但生产中补球量多消耗大，大量磨损的铁粉混入出料中，影响流程中产品的品质;高铬铸铁球虽然高硬度耐磨性好，但韧性低造成碎球率高，生产中补球量多消耗大，同样，大量磨损的铁粉混入出料中，也会影响流程中产品的品质。
[0006]中国专利申请号202110180993公开了一种金属基复合陶瓷钢球的生产系统及生产方法，其高温钢水和陶瓷颗粒是通过浇注管道一起浇注至模具型腔中的，由于陶瓷颗粒的密度(3.6kg/cm³)低于高温钢水的密度(7.85kg/cm³)，模具型腔中的陶瓷颗粒富集漂浮在高温钢水上部，高温钢水冷却凝固后模具型腔上下部分中陶瓷颗粒的分布不均匀，钢球整体硬度不均匀，导致使用中钢球易磨损失圆、耐磨性能不稳定。
[0007]中国专利申请号CN201710038302公开了一种陶瓷-金属
复合材料耐磨磨球的制备方法，采用三维数字建模技术与激光选区熔覆相结合的方法制备出具有一定壁厚并带有蜂窝孔的球状陶瓷颗粒预制体，在陶瓷-金属复合磨球铸造成型后，磨球工作表面有无陶瓷的蜂窝孔，再加上球磨机在研磨物料时磨球与磨球之间、磨球与衬板之间都是点接触磨损，球磨机工作一段时间后陶瓷-金属复合磨球无陶瓷的蜂窝孔处必然先磨损，出现磨球磨损不均匀现象，严重的会造成磨球的磨损失圆，丧失磨球的研磨功能;其次，采用三维数字建模技术与激光选区熔覆相结合的方法制备，在规模化实际生产中制造成本高、生产效率低，该方法在磨球产品耐磨质量稳定和磨球规模化工业生产方面存在严重不足。
[0008]综上，现有钢质磨球硬度低耐磨性差、高铬磨球韧性不足不抗冲击易碎裂、陶瓷磨球脆性大易破碎，以及现有金属-陶瓷复合技术存在的工艺复杂、成本高、界面结合弱、耐磨性能不稳定、易失圆等问题。因此，现有各种磨球/磨锻生产技术均有各自的缺陷，无法满足各行各业球磨机工作应用中对磨球低磨耗、低碎球率、低成本的要求。
发明内容
[0009]本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种能同时具备优异高硬度耐磨损、高强度高韧性高抗冲击、低磨耗、低碎球率特性，且制造工艺简单、效率高、成本低，并能确保金属与颗粒陶瓷之间形成牢固的结合的球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻。
[0010]本发明的另一目的在于提供该球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻的制造方法。
[0011]本发明的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，包括：由耐磨金属构成的基体，以及包裹在所述基体外表面的颗粒陶瓷聚合体，所述颗粒陶瓷聚合体由颗粒陶瓷、高温胶粘剂及铁合金粉末混合固化而成，且所述混合物料内嵌有增强钢丝;其中，按重量百分比计，颗粒陶瓷占80～95%，高温胶粘剂占5～10%，铁合金粉末占2～10%。
[0012]上述的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，其中所述的耐磨金属基体的耐磨金属为硅锰合金钢、铬钼合金钢、合金球墨铸铁或铬系白口铸铁，其硬度为HRC30～65、冲击韧性为5～40J/cm²。该材料范围可提供从良好韧性到高硬度的广泛选择，以适应不同研磨工况。
[0013]上述的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，其中所述颗粒陶瓷聚合体中的颗粒陶瓷的粒径为φ1～5mm，颗粒陶瓷聚合体的层厚度为5～50mm。此粒径与厚度范围确保了聚合层具有适宜的孔隙率以便高温金属液渗入，结合后能提供足够的耐磨和高强度高韧性抗冲击防护。
[0014]上述的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻，其中所述颗粒陶瓷材质为氧化铝(Al2O3)陶瓷、氧化锆(ZrO2)陶瓷、碳化钛(TiC)陶瓷、氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷中的一种或任意几种的组合，其硬度为HRA70～95。这些高硬度陶瓷材料是赋予表层卓越耐磨性的关键。
[0015]本发明的一种球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻的制造方法，包括以下步骤：
S1模具准备：采用发泡成型工艺，分别制备直径小于目标磨球/磨锻直径10mm～50mm的EPS(可发性聚苯乙烯)泡沫材质半球状/半圆柱状芯模，按磨球直径尺寸发泡成型EPS泡沫材质半球状/半圆柱状外模;在所述半球状/半圆柱状芯模与所述半球状/半圆柱状外模之间的空腔内，交叉放置多根增强钢丝;
S2配料混合：将粒径尺寸为φ1～5mm的颗粒陶瓷、高温胶粘剂和粒度为300～600目铁合金粉末按80～95%：5～10%：2～10%的重量比混合均匀，其中所述的高温胶粘剂为无机氧化铜基高温胶、硅酸钠高温胶、硅酸钾高温胶、酚醛树脂、硅溶胶或铝溶胶之一;
S3聚合体制备：将步骤S2中混合均匀的混合物装入半球状/半圆柱状芯模与半球状/半圆柱状外模的空腔内，室温静置1～3天后脱模，得到厚度为5～25mm的半球状/半圆管状颗粒陶瓷聚合体;
S4脱水处理：将半球状/半圆管状颗粒陶瓷聚合体在烘箱中100～300℃烘烤5～48h脱水，以去除水分及部分有机物，提高颗粒陶瓷聚合体耐高温强度;
S5模具装配：将两件经过脱水处理的半球壳状/半圆管状颗粒陶瓷聚合体合拢为一个完整球壳/管壳，放置于铸造磨球/磨锻的砂型或金属型模具型腔中;
S6熔铸复合：按成分要求配制、熔炼耐磨金属合金，将温度高于该合金常规浇铸温度20～100℃的高温耐磨金属液浇注进铸造磨球/磨锻的砂型或金属型模具型腔中，由于颗粒陶瓷的粒径尺寸为φ1～5mm，制成的球体/圆管状颗粒陶瓷聚合体中具有细小的孔隙和毛细管路，浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入含有颗粒陶瓷和铁合金粉的颗粒陶瓷聚合体的孔隙中，在铁合金粉的帮助下实现耐磨金属与颗粒陶瓷的高强度结合;
S7后处理：铸件冷却凝固后对毛坯清砂打磨，按耐磨金属的性能要求进行热处理，得到金属结构致密、性能优异的熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻产品。
[0016]本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本发明通过金属基体提供高强度高韧性抗冲击性能，表层颗粒陶瓷聚合层提供高硬度耐磨性能，由于硬度为HRA70～95颗粒陶瓷的耐磨性能是硬度为HRC35～65耐磨金属的2～5倍，颗粒陶瓷作为硬质相大幅度提高了磨球/磨锻基体表层的耐磨性能。同时，由于磨球/磨锻基体选择高强度高韧性抗冲击的耐磨金属(硬度HRC35～65、冲击韧性5～40J/cm²)，实现了“内强外硬”的理想结构，大幅降低了使用中的磨耗与碎球率。采用铸渗工艺，高温金属液渗入多孔隙的颗粒陶瓷聚合体中，金属形成多维立体包裹颗粒陶瓷的结构，颗粒陶瓷聚合体中的铁合金粉提高了金属基陶瓷界面的结合强度，避免了颗粒陶瓷剥落。利用廉价的EPS泡沫制作模具成型颗粒陶瓷聚合体壳，工艺简单，模具成本低，且易于实现磨球/磨锻各种尺寸规格的制备，非常适合规模化工业生产。通用性强，可通过调整金属基体材质和颗粒陶瓷种类，灵活适应不同物料(如矿石、水泥、陶瓷原料等)和不同工况(干磨、湿磨)的研磨需求。本发明综合了金属基体的高强度高韧性抗冲击与颗粒陶瓷聚合体的高硬度，实现了研磨介质低磨耗、低碎球率与高耐磨性、高强度抗冲击的统一，且生产工艺简单、成本低廉，适于规模化工业生产和应用。
附图说明
[0017]图1 本发明的磨球结构示意图;
图2 本发明制备颗粒陶瓷聚合体所用EPS泡沫半球状模具图;
图3 本发明的磨锻结构示意图;
图4 本发明制备颗粒陶瓷聚合所用EPS泡沫半圆柱状模具图。
[0018]图中标记：
[0019]耐磨金属基体，2. 颗粒陶瓷聚合体，21. 颗粒陶瓷，22. 钢丝，3.半球状/半圆柱状芯模，4. 半球状/半圆柱状外模。
具体实施方式
[0020]实施例1：直径φ120mm的ZG35SiMn钢熔铸Al2O3颗粒陶瓷磨锻的制造方法，包括如下步骤：
(1)采用EPS发泡制作Al2O3颗粒陶瓷聚合体2模具：
按直径φ80mm发泡成型ESP半圆柱状芯模3，按直径φ120mm发泡成型ESP半圆柱状外模4，在EPS半圆柱状芯模3与ESP半圆柱状外模4的空腔中间预先交叉放置多根钢丝22。
[0021](2)将粒径尺寸为φ3～4mm的Al2O3颗粒陶瓷21与酚醛树脂高温胶和粒度为300目Mn铁合金粉末三者均匀混合，混合比例按重量比为90%Al2O3颗粒陶瓷21：6%酚醛树脂高温胶：4%Mn铁合金粉末。
[0022](3)将混合均匀的混合物，放置于EPS半圆柱状芯模3与EPS半圆柱状外模4的空腔内，室温静置2天后，脱模去掉ESP泡沫后得到厚度为20mm的半圆管状Al2O3颗粒陶瓷聚合体2，由于Al2O3颗粒陶瓷2的粒径尺寸为φ3～4mm，制成的Al2O3颗粒陶瓷2聚合体中具有细小的孔隙和毛细管路，铸造生产浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入Al2O3颗粒陶瓷聚合体2中。
[0023](4)将半圆管状Al2O3颗粒陶瓷聚合体2放置烘箱中200℃烧结10h烘烤脱水，得到具备一定耐高温强度的颗粒陶瓷聚合体2。
[0024](5)将烘烤好的两半圆管状Al2O3颗粒陶瓷聚合体2合拢为一个完整圆管壳，放置于铸造复合磨锻的砂型模具型腔中;
(6)按ZG35SiMn钢的合金成分配制、熔炼耐磨金属，高温金属液浇铸进复合磨锻的砂型模具型腔时的温度高于常规ZG35SiMn钢浇铸温度50℃;
(7)待固液复合熔铸完成，铸件冷却后对毛坯清砂打磨，按ZG35SiMn钢的性能要求进行水冷淬火热处理，最后得到ZG35SiMn金属熔铸Al2O3颗粒陶瓷磨锻产品。
[0025]直径φ120mm的ZG35SiMn钢熔铸陶瓷磨锻外表层含有厚度20mm的Al2O3颗粒陶瓷21， 经检测ZG35SiMn钢熔铸陶瓷磨锻的芯部金属磨锻基体1的抗拉强度>528MPa、冲击韧性>15J/cm²、硬度HBC54，而ZG35SiMn熔铸Al2O3颗粒陶瓷磨锻的表层工作部分Al2O3颗粒陶瓷21的硬度=HRA85。ZG35SiMn钢熔铸Al2O3颗粒陶瓷磨锻结构为高强度高韧性抗冲击芯部+高硬度、高耐磨性表层，整体呈现高强度抗冲击和高耐磨性特征，寿命是ZG35SiMn磨锻的3倍以上。
[0026]实施例2：直径φ90mm的Cr-Mo马氏体钢熔铸TiC颗粒陶瓷磨球的制造方法，包括如下步骤：
(1)采用EPS泡沫发泡制作TiC颗粒陶瓷聚合体2模具：
按直径φ60mm发泡制作ESP半球状芯模3，按磨球直径φ90mm发泡制作ESP半球状外模4，在半球状芯模3与半球状外模4的空腔中间预先交叉放置多根钢丝22。
[0027](2)将粒径尺寸为φ3～5mm的TiC颗粒陶瓷2与硅溶胶和粒度为400目Cr铁合金粉末三者均匀混合，混合比例按重量比为90%TiC颗粒陶瓷21：8%硅溶胶高温胶：2%Cr铁合金粉末。
[0028](3)将混合均匀的混合物，放置于EPS半球状芯模3与EPS半球状外模4的空腔内，室温静置3天，脱模去掉ESP泡沫后得到厚度为15mm的半球状TiC颗粒陶瓷聚合体2，由于TiC颗粒陶瓷21的粒径尺寸为φ3～5mm，制成的TiC颗粒陶瓷聚合体2中具有细小的孔隙和毛细管路，铸造生产浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入TiC颗粒陶瓷聚合体2中。
[0029](4)将两半球壳状TiC颗粒陶瓷聚合体2放置烘箱中250℃烧结12h脱水，得到具备一定耐高温强度的颗粒陶瓷聚合体2。
[0030](5)将烘烤好的两半球壳状TiC颗粒陶瓷聚合体2合拢为一个完整球体，放置于铸造复合磨球的金属型型模具型腔中;
(6)按Cr-Mo马氏体钢的合金成分配制、熔炼耐磨金属，高温金属液浇铸进复合磨球的金属型模具型腔时的温度高于常规Cr-Mo马氏体钢浇铸温度60℃;
(7)待固液复合熔铸完成，铸件冷却后对毛坯清砂打磨，按Cr-Mo马氏体钢的性能要求进行空冷热处理，最后得到Cr-Mo马氏体钢熔铸TiC颗粒陶瓷磨球产品。
[0031]直径φ90mm的Cr-Mo马氏体钢熔铸TiC颗粒陶瓷磨球外表层为厚度15mm的TiC颗粒陶瓷21， 经检测Cr-Mo马氏体钢熔铸TiC颗粒陶瓷磨球的芯部金属磨球基体1的抗拉强度>720MPa、冲击韧性>40J/cm²、硬度HRC=53，而Cr-Mo马氏体钢熔铸TiC颗粒陶瓷磨球的表层工作部分TiC颗粒陶瓷21的硬度=HRC70。Cr-Mo马氏体钢熔铸陶瓷磨球结构为高强度、高韧性芯部+高硬度、高耐磨性表层，整体呈现高强度抗冲击和高耐磨性特征，碎球率低<0.3%，磨耗低(磨铜矿的磨耗<200g/t、磨铁矿磨耗<150g/t、磨水泥磨耗<20g/t)，性能及使用寿命是Cr-Mo马氏体钢磨球的2倍以上。
[0032]实施例3：直径70mm的贝氏体合金球墨铸铁熔铸ZrO2颗粒陶瓷磨球的制造方法，包括如下步骤：
(1)采用EPS泡沫发泡制作ZrO2颗粒陶瓷聚合体2模具：
按直径φ50mm发泡制作ESP半球状芯模3，按磨球直径φ70mm发泡制作半球状外模4，在EPS半球状芯模3与ESP半球状外模4的空腔中间预先交叉放置钢丝22。
[0033](2)将粒径尺寸为φ2～3mm的ZrO2颗粒陶瓷21与硅酸钾高温胶和粒度为350目Mn铁合金粉末三者均匀混合，混合比例按重量比为90%颗粒陶瓷21：8%硅酸钾高温胶：2%Mn铁合金粉末。
[0034](3)将混合均匀的混合物，放置于EPS半球状芯模3与EPS半球状外模4的空腔内，室温静置2天，脱模去掉ESP泡沫后得到厚度为10mm的球壳状ZrO2颗粒陶瓷聚合体2，由于ZrO2颗粒陶瓷21的粒径尺寸为φ2～3mm，制成的ZrO2颗粒陶瓷聚合体2中具有细小的孔隙和毛细管路，铸造生产浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入ZrO2颗粒陶瓷聚合体2中。
[0035](4)将两半球壳状ZrO2颗粒陶瓷21聚合体放置烘箱中300℃烘烤8h脱水，得到具备一定耐高温强度的颗粒陶瓷聚合体2。
[0036](5)将烘烤好的两半球状ZrO2颗粒陶瓷聚合体2合拢为一个完整球体，放置于铸造复合磨球的砂型模具型腔中;
(6)按贝氏体球墨铸铁的合金成分配制、熔炼耐磨金属，高温金属液浇铸进复合磨球的砂型模具型腔时的温度高于常规贝氏体球墨铸铁浇铸温度70℃;
(7)待固液复合熔铸完成，按贝氏体球墨铸铁的性能要求进行等温淬火热处理，铸件冷却后对毛坯清砂打磨，最后得到贝氏体球墨铸铁熔铸ZrO2颗粒陶瓷磨球产品。
[0037]直径φ70mm的贝氏体合金球墨铸铁熔铸ZrO2颗粒陶瓷磨球外表层含有厚度10mm的ZrO2颗粒陶瓷21， 经检测贝氏体合金球墨铸铁熔铸ZrO2颗粒陶瓷磨球的芯部金属磨球基体1的冲击韧性>18J/cm²、硬度>HRC52，而贝氏体合金球墨铸铁熔铸ZrO2颗粒陶瓷磨球的表层工作部分ZrO2颗粒陶瓷21的硬度为HRC85。贝氏体合金球墨铸铁熔铸ZrO2颗粒陶瓷磨球结构为高强度、高韧性芯部+高硬度、高耐磨性表层，整体呈现高强度抗冲击、高耐磨性、碎球率低、磨耗低的特征，性能及使用寿命是贝氏体合金球墨铸铁磨球的4倍以上。
[0038]实施例4：直径φ100mm的KmTBCr26高铬铸铁熔铸ZTA颗粒陶瓷磨球的制造方法，包括如下步骤：
(1)采用EPS发泡制作ZTA颗粒陶瓷聚合体2模具：
按直径φ70mm发泡成型ESP半球状芯模3，按直径φ100mm发泡成型ESP半球状外模4，在EPS半球状芯模3与ESP半球状外模4的空腔内预先交叉放置多根钢丝22。
[0039](2)将粒径尺寸为φ2～3mm的ZTA颗粒陶瓷21与无机氧化铜基高温胶和粒度为400目Cr铁合金粉末三者均匀混合，混合比例按重量比为92%ZTA颗粒陶瓷21：4%高温胶粘剂：4%Cr铁合金粉末。
[0040](3)将混合均匀的混合物，放置于EPS半球状芯模3与EPS半球状外模4的空腔内，室温静置2天后，脱模去掉ESP泡沫后得到厚度为15mm的球壳状ZTA颗粒陶瓷聚合体2，由于ZTA颗粒陶瓷2的粒径尺寸为φ2～3mm，制成的ZTA颗粒陶瓷2聚合体中具有细小的孔隙和毛细管路，铸造生产浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入ZTA颗粒陶瓷聚合体2中。
[0041](4)将两半球壳状ZTA颗粒陶瓷2聚合体放置烘箱中200℃烧结10h烘烤脱水，得到具备一定耐高温强度的颗粒陶瓷聚合体2。
[0042](5)将烘烤好的两半球壳状ZTA颗粒陶瓷2聚合体合拢为一个完整球体，放置于铸造复合磨球的砂型模具型腔中;
(6)按KmTBCr26高铬铸铁的合金成分配制、熔炼耐磨金属，高温金属液浇铸进复合磨球的砂型模具型腔时的温度高于常规KmTBCr26高铬铸铁浇铸温度30℃;
(7)待固液复合熔铸完成，铸件冷却后对毛坯清砂打磨，按KmTBCr26高铬铸铁的性能要求进行油淬热处理，最后得到KmTBCr26高铬铸铁熔铸ZTA颗粒陶瓷磨球产品。
[0043]直径φ100mm的KmTBCr26高铬铸铁熔铸ZTA颗粒陶瓷磨球外表层含有厚度15mm的ZTA颗粒陶瓷21， 经检测KmTBCr26高铬铸铁熔铸ZTA颗粒陶瓷磨球的芯部金属磨球基体1的抗拉强度>728MPa、冲击韧性>7J/cm²、硬度HBC63，而KmTBCr26高铬铸铁熔铸ZTA颗粒陶瓷磨球的表层工作部分ZTA颗粒陶瓷21的硬度=HRA90。KmTBCr26高铬铸铁熔铸ZTA颗粒陶瓷磨球结构为高强度、高韧性芯部+高硬度、高耐磨性表层，整体呈现高强度抗冲击和高耐磨性特征，寿命是KmTBCr26高铬铸铁磨球的4倍以上。
[0044]实施例5：直径φ60mm的马氏体合金球墨铸铁熔铸Al2O3陶瓷磨锻的制造方法，包括如下步骤：
(1)采用EPS泡沫发泡制作颗粒陶瓷聚合体2模具：
按直径φ40mm发泡制作ESP半圆柱状芯模3，按磨锻直径φ80mm发泡制作圆管状外模4，在EPS半柱状芯模3与ESP半柱状外模4的空腔中间预先交叉放置钢丝22。
[0045](2)将粒径尺寸为φ1～3mm的Al2O3颗粒陶瓷21与硅酸钠高温胶和粒度为450目Mn铁合金粉末三者均匀混合，混合比例按重量比为85%颗粒陶瓷21：10%高温胶粘剂：5%Mn铁合金粉末。
[0046](3)将混合均匀的混合物，放置于EPS半柱状芯模3与EPS半柱状外模4的空腔内，室温静置2天，脱模去掉ESP泡沫后得到厚度为10mm的半圆管状Al2O3颗粒陶瓷聚合体2，由于Al2O3颗粒陶瓷21的粒径尺寸为φ1～3mm，制成的Al2O3颗粒陶瓷聚合体2中具有细小的孔隙和毛细管路，铸造生产浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入颗粒陶瓷聚合体2中。
[0047](4)将半圆管状Al2O3颗粒陶瓷21聚合体放置烘箱中300℃烘烤8h脱水，得到具备一定耐高温强度的颗粒陶瓷聚合体2。
[0048](5)将烘烤好的半圆管状Al2O3颗粒陶瓷聚合体2合二为一，得到圆管状Al2O3颗粒陶瓷聚合体2放置于铸造复合磨锻的砂型模具型腔中;
(6)按马氏体球墨铸铁的合金成分配制、熔炼耐磨金属，高温金属液浇铸进复合磨球的砂型模具型腔时的温度高于常规氏体球墨铸铁浇铸温度25℃;
(7)待固液复合熔铸完成，按马氏体球墨铸铁的性能要求进行油淬热处理，铸件冷却后对毛坯清砂打磨，最后得到马氏体球墨铸铁熔铸陶瓷磨锻产品。
[0049]直径φ60mm的马氏体合金球墨铸铁熔铸Al2O3陶瓷磨锻外表层含有厚度10mm的Al2O3颗粒陶瓷21， 经检测马氏体合金球墨铸铁熔铸Al2O3陶瓷磨球的芯部金属磨锻基体1的冲击韧性>14J/cm²、硬度>HRC55，而马氏体合金球墨铸铁熔铸Al2O3陶瓷磨锻的表层工作部分Al2O3颗粒陶瓷21的硬度为HRC85。马氏体合金球墨铸铁熔铸Al2O3陶瓷磨锻结构为高强度、高韧性芯部+高硬度、高耐磨性表层，整体呈现高强度抗冲击、高耐磨性、碎球率低、磨耗低的特征，性能及使用寿命是马氏体合金球墨铸铁磨锻的3倍以上。
[0050]实施例6：直径φ120mm的KmTBCr10铬合金合金铸铁熔铸ZTA陶瓷磨锻的制造方法，包括如下步骤：
(1)采用EPS泡沫发泡制作颗粒陶瓷聚合体2模具：
按直径φ80mm发泡制作ESP圆柱体芯模3，按磨锻直径φ120mm发泡制作圆管状外模4，在EPS半圆柱状芯模3与ESP半圆柱状外模4的空腔中间预先交叉放置钢丝22。
[0051](2)将粒径尺寸为φ2～3mm的ZTA颗粒陶瓷21与聚乙烯醇高温胶粘剂和粒度为500目Cr铁合金粉末三者均匀混合，混合比例按重量比为80%颗粒陶瓷21：10%高温胶粘剂：10%Cr铁合金粉末。
[0052](3)将混合均匀的混合物，放置于EPS半圆柱状芯模3与EPS半圆柱状外模4的空腔内，室温静置2天，脱模后得到厚度为20mm的半圆管状ZTA颗粒陶瓷聚合体2，由于ZTA颗粒陶瓷21的粒径尺寸为φ2～3mm，制成的ZTA颗粒陶瓷聚合体2中具有细小的孔隙和毛细管路，铸造生产浇铸时高温金属液体会沿孔隙和毛细管路铸渗浸入颗粒陶瓷聚合体2中。
[0053](4)将半圆管状ZTA颗粒陶瓷21聚合体放置烘箱中300℃烘烤8h脱水，得到具备一定耐高温强度的颗粒陶瓷聚合体2。
[0054](5)将烘烤好的半圆管状ZTA颗粒陶瓷聚合体2合二为一，得到圆管状ZTA颗粒陶瓷聚合体2放置于铸造复合磨锻的砂型模具型腔中;
(6)按KmTBCr10铬合金铸铁的合金成分配制、熔炼耐磨金属，高温金属液浇铸进复合磨球的砂型模具型腔时的温度高于常规氏体球墨铸铁浇铸温度20℃;
(7)待固液复合熔铸完成，按KmTBCr10铬合金铸铁的性能要求进行油淬热处理，铸件冷却后对毛坯清砂打磨，最后得到KmTBCr10铬合金铸铁熔铸ZTA陶瓷磨锻产品。
[0055]直径φ120mm的KmTBCr10铬合金铸铁熔铸ZTA陶瓷磨锻外表层含有厚度20mm的ZTA颗粒陶瓷21， 经检测KmTBCr10铬合金铸铁熔铸ZTA陶瓷磨球的芯部金属磨锻基体1的抗拉强度>670MPa、冲击韧性>6J/cm²、硬度>HRC60，而KmTBCr10铬合金铸铁熔铸ZTA陶瓷磨锻的表层工作部分ZTA颗粒陶瓷21的硬度为HRC85。KmTBCr10铬合金铸铁熔铸ZTA陶瓷磨锻结构为高强度、高韧性芯部+高硬度、高耐磨性表层，整体呈现高强度抗冲击、高耐磨性、碎球率低、磨耗低的特征，性能及使用寿命是KmTBCr10铬合金铸铁磨锻的4倍以上。
[0056]以上仅是本发明的较佳实施例，对本发明作没有任何形式上的限制，在未脱离本发明的任何技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
说明书附图(4)
声明：
“球磨机用金属熔铸颗粒陶瓷磨球/磨锻及其制造方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：贵州优拓节能装备制造有限公司
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