[發明專利]一種經濟型高耐磨鋼球及其制造方法

有效

• 申請號: 202110201024.3
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113088805B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王新社;李國忠;許曉紅;白云;吳小林;池芳義;劉凱;謝付英;蘆莎;王沵
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/28;C21D1/18;C21D8/00;B02C17/20
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

本發明涉及一種低成本的經濟型高耐磨鋼球及其制造方法，化學成分按質量百分含量計為C：0.95?1.10％，Si：0.10?0.25％，Mn：0.85?1.00％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：0.35?0.70％，Ti：0.008?0.020％，余量為Fe及不可避免的雜質元素。本發明通過冶煉、連鑄、連鑄坯加熱、圓鋼棒軋制、空冷，得到軋制鋼球用的圓鋼棒，然后將圓鋼棒加熱到970℃?1100℃保溫燒透后在軋球機上軋制成鋼球，隨后將有余熱的鋼球進行水冷淬火，鋼球淬火后進行回火，回火溫度160?200℃，保溫時間≥2小時。本發明的高耐磨鋼球合金含量低、生產工藝簡單，具有成本低、硬度高、表面和心部的硬度差小、組織均勻細小等特征，在使用過程中耐磨損、不破損、不失圓，使用壽命長。

技術領域

本發明涉及一種經濟型高耐磨鋼球及其制造方法。屬于金屬材料技術領域。

背景技術

球磨機是對破碎后的物料進行粉碎的關鍵設備，被廣泛應用于礦山、冶金、建材和化工工業等基礎性行業。球磨機中的磨球是球磨機中粉碎礦石的關鍵部分，在球磨機工作時，磨球不但會反復與礦石之間相互摩擦、撞擊，同時也存在磨球之間相互摩擦和撞擊，這必然會帶來磨球的破損和磨球的磨耗，這將會導致停機更換磨球和補充磨球的頻率增加進而增大生產成本；因而，延長磨球的使用壽命、保證磨球一定的沖擊韌性、防治開裂、降低磨球的磨耗就顯得是極為重要的任務。

提高磨球的硬度是降低磨耗最有效的方式。磨球的正常磨損是大球變小球的磨損過程，只有在整個磨損過程中保持圓的外形，并保證磨球內部和外部均有足夠的硬度和耐磨性，才能保證磨球磨粉的正常功效。如果磨球的硬度不均勻，就會導致磨損過程中失圓，如果磨球內外的硬度相差大，硬化層淺，則外層的硬化層磨損后，磨耗就會劇烈增加；所以，好的磨球應該內外硬度相差很小。冶金礦山用磨球的行業標準就規定了磨球表面、心部硬度差不得大于3HRC。此外，磨球組織和晶粒的細化不但有利于強度和硬度的提高，也有利于韌性的提高，可降低鋼球開裂的風險。

合金元素的增加對減小鋼球的內外硬度差和提高鋼球的耐磨性都是非常有利的，但這首先會增加合金原料的成本，其次會增加生產難度和生產工藝的復雜性，從而導致制造成本也會增加；因此，研發一種物美價廉的磨球用鋼具有非常重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種經濟型高耐磨鋼球及其制造方法，采用該發明制作的鋼球，成本低，生產工藝簡單，鋼球金相組織為馬氏體+少量的殘余奧氏體+碳化物，鋼球具有高的硬度和均勻細小的組織與晶粒，鋼球內部和外層硬度均能達到58-62HRC，并且最大硬度差≤2.5HRC。采用本發明的鋼球成本低，在鋼球使用過程中耐磨損、不破損、不失圓，使用壽命長。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種經濟型高耐磨鋼球，化學成分按質量百分含量計為：C：0.95-1.10％，Si：0.10-0.25％，Mn：0.85-1.00％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：0.35-0.70％，Ti：0.008-0.020％，余量為Fe及不可避免的雜質元素。

本發明化學成分設計依據如下：

1)C含量的確定

提高磨球的硬度是降低磨球磨耗最有效的方式，在鋼中所有元素中，C是鋼中最經濟、最基本的強化元素，可非常有效地提高硬度和耐磨性，鋼的硬度、強度和耐磨性隨著鋼中含碳量的增加而增加，但是，隨著鋼中含碳量的增加韌性也會出現降低的現象，而且也會使得鋼球淬火后形成較多的殘余奧氏體。為保證鋼球具有足夠高的硬度和一定的韌性，并且還要析出一定數量的碳化物使得鋼球具有高的耐磨性，本發明中的C含量范圍確定為0.95-1.10％。

2)Si含量的確定