一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺，属于冶金行业耐磨钢球锻造生产工艺术领域。技术方案是：

【技术实现步骤摘要】
一种直径
≥
130mm耐磨钢球的锻造工艺


[0001]本专利技术涉及一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺，属于冶金行业耐磨钢球锻造生产工艺术领域。

技术介绍

[0002]耐磨钢球是一种研磨介质，是球磨机中磨损最严重、消耗量最大的磨损材料，其广泛应用于冶金、建材、电力、水泥、矿山、机械、化工等行业。全世界每年钢球的消耗量在 800
‑
1500 万吨，其中中国钢球消耗量在 400
‑
500 万吨,是钢球消耗大国。按照耐磨钢球的不同制造工艺可划分为：铸造钢球、锻造钢球和旋锻钢球。
[0003]铸造钢球存在合金元素需求量大、生产效率低、成本高和力学性能不稳定等缺点，已不能满足市场需求。
[0004]锻造工艺因为其利用锻压机械对金属坯料施加压力使其产生塑性变形以获得具有一定硬度、韧性等机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，正好客服了铸造组织疏松、偏析等缺陷而备受推崇。
[0005]锻造工艺包含加热、锻造成形和精整，加热通常均采用单一的燃气加热或者电感应加热，这种单一的加热方式存在以下缺点：一是能耗高；二是如果采用单一燃气加热，加热时间长，在时间和温度的双重作用下，坯料发生粗晶的趋势陡然上升，容易使得成品钢球韧性下降，极易发生破碎；如果采用单一电感应加热，其坯料中心部位因为其电磁感应的机理原因导致其透热性较差；又因为电感应加热效率极高，达到目标温度的加热过程只有1
‑
2分钟左右的时间，导致原料心部组织奥氏体化不完全，进而影响淬火效果，淬火后获得的马氏体组织不纯净，使得成品耐磨钢球硬度较低，耐磨性较低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺，生产效率高，能耗较少，硬度均匀性好，韧性较高，解决
技术介绍
中存在的问题。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺，包含加热、锻造成形、精整、正火、淬前加热、淬火和回火；
ꢀ①
加热：首先将一定长度的圆钢坯料利用步进底式加热炉进行加热，出炉温度为850
‑
950℃；然后利用电感应加热器进行补热，目标温度为1050
‑
1150℃；
②
锻造成形、精整；
③
正火：精整后的耐磨钢球风冷至450
‑
550℃；
④
淬前加热：将风冷至450
‑
550℃的耐磨钢进行二次加热，加热目标温度为850
‑
950℃；
⑤
淬火：入水温度为800
‑
850℃，出水温度为120
‑
180℃；
⑥
回火：淬火完毕后进行风冷，风冷至40
‑
60℃进入回火炉回火，回火温度为180
‑
200℃，出炉后自然冷却。
[0008]所述步骤
④
淬前加热，采用环形炉进行二次加热。
[0009]所述步骤
⑥
回火，回火时间为2
‑
4小时。
[0010]本专利技术的有益效果是：（1）原料采用步进底式加热炉和电感应加热器相结合的加热方式，氧化烧损小，能耗低，节约成本；（2）按照本锻造工艺生产的产品硬度均匀性好，韧性较高，整体质量好。
实施方式
[0011]以下结合实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0012]一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺，包含加热、锻造成形、精整、正火、淬前加热、淬火和回火；
ꢀ①
加热：首先将一定长度的圆钢坯料利用步进底式加热炉进行加热，出炉温度为850
‑
950℃；然后利用电感应加热器进行补热，目标温度为1050
‑
1150℃；
②
锻造成形、精整；
③
正火：精整后的耐磨钢球风冷至450
‑
550℃；
④
淬前加热：将风冷至450
‑
550℃的耐磨钢进行二次加热，加热目标温度为850
‑
950℃；
⑤
淬火：入水温度为800
‑
850℃，出水温度为120
‑
180℃；
⑥
回火：淬火完毕后进行风冷，风冷至40
‑
60℃进入回火炉回火，回火温度为180
‑
200℃，出炉后自然冷却。
[0013]在本实施例中，一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺，包含加热、锻造成形、精整、正火、淬前加热、淬火和回火；（1）加热：将一定长度的圆钢坯料进入13.5
×
7.78米的步进底式加热炉进行均匀加热，圆钢温度为850
‑
950℃；然后出炉进入电感应加热器进行补热，目标温度为1050
‑
1150℃；以上方案设计主要考虑如下两方面：
①
成本：单纯电加热成本为330kWh/吨，折合198元/吨；上述组合加热燃气消耗25m
³
/吨，电耗110kWh/吨，折合166元/吨，吨钢加热成本节约32元；
②
质量：单一燃气加热需要加热2小时以上，在时间和温度的双重作用下，圆钢坯料发生粗晶的趋势陡然上升，容易使得成品钢球韧性下降，极易发生破碎；如果单一电感应加热，其圆钢坯料中心部位因为其电磁感应的机理原因导致其透热性较差；又因为电感应加热效率极高，达到目标温度的加热过程只有1
‑
2分钟左右的时间，导致原料心部组织奥氏体化不完全，进而影响淬火效果，淬火后获得的马氏体组织不纯净，使得成品耐磨钢球硬度较低，耐磨性较低。
[0014]组合加热方式能够克服以上缺点，兼具两者优点，具有加热成本较低，氧化烧损较小，加热质量较高等优点。
[0015]（2）锻造成形、精整：然后进入平锻机，定尺下料，模锻成球形，然后进入滚圆机进行滚圆精整。平锻机偏心轴锻压力高达1000吨，剪切力为350吨，以φ130mm球为例，传统空
气锤锻造效率为2粒/分钟，平锻机效率为20粒/分钟，锻造效率显著提升，相应能耗、人工成本显著降低；（3）正火：精整后的耐磨钢球进入链板输送机风冷至450
‑
550℃。
[0016]（4）淬前加热：风冷至450
‑
550℃进入环形炉二次加热，在环形炉加热目标温度为850
‑
950℃；（5）淬火：随后出炉淬火，入水温度为800
‑
850℃，出水温度为120
‑
180℃。
[0017]（6）回火：淬火完毕后进行风冷，风冷至40
‑
60℃进入回火炉回火，回火温度为180
‑
200℃，回火时间为2
‑
4小时，出炉后自然冷却。
[0018]冷却至性能稳定状态后进行相应的检化验，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直径≥130mm耐磨钢球的锻造工艺，其特征在于：包含加热、锻造成形、精整、正火、淬前加热、淬火和回火；
①
加热：首先将一定长度的圆钢坯料利用步进底式加热炉进行加热，出炉温度为850
‑
950℃；然后利用电感应加热器进行补热，目标温度为1050
‑
1150℃；
②
锻造成形、精整；
③
正火：精整后的耐磨钢球风冷至450
‑
550℃；
④
淬前加热：将风冷至450
‑
550℃的耐磨钢进行二次加热，加热目标温度为850
‑
950℃；...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁洪敏，王双英，李国山，崔瑞婷，吴佳宁，高东坡，苗顺，
申请(专利权)人：唐山志威装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：