【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐磨材料，具体涉及一种球磨机用合金钢球及其制备方法。
技术介绍
1、对矿物进行研磨是选矿工艺中的重要环节，目前大多数研磨工艺是采用半自磨机或球磨机进行研磨，钢球是球磨机中的重要部件，其与物料进行接触并对物料进行研磨。钢球生产后需要进行落球试验，落球试验是将钢球从高处坠落，钢球落地时会受到冲击力，以检验钢球的质量。具体检测如图1所示，钢球经输送带1输送至水平管道2内，并进入直道3中下落，经过弯管道4后再次进入输送带1，循环上述落球过程，通过计数器5来记录钢球下落次数，当钢球从中间开裂或落球次数到达25500次后，对该钢球的试验结束。在试验过程中发现，目前生产出的钢球容易出现提前破碎的问题，即落球次数未达到25500次就已经出现了破裂。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种球磨机用合金钢球及其制备方法，通过改进钢球的成分组成，提高了钢球的硬度和韧性，制备的钢球通过了落球试验，没有出现提前破碎的问题。
2、本专利技术具体是通过如下技术方案来实现的。
3、本专利技术的第一个目的是提供一种球磨机用合金钢球，所述钢球的由以下质量百分比的原料制成：
4、c 0.6-1.1％、si 0.5-1.5％、mn 1.20-1.50％、ni 0.05-0.10％、cr 1.10-1.30％、nb 0.055-0.065％、p≤0.015％、s≤0.015％、其余fe。
5、mn/si为1-2.5，cr/si为1-2.5，
6、在本专利技术优选的实施方式中，mn/si为2-2.5，cr/si为1.5-2.5，cr/nb为19-20。
7、本专利技术的第二个目的是提供上述球磨机用合金钢球的制备方法，包括以下步骤：
8、按照以下钢球质量百分比成分配置原料：c 0.6-1.1％、si 0.5-1.5％、mn1.20-1.50％、ni 0.05～0.10％、cr 1.10～1.30％、nb 0.055-0.065％、p≤0.015％、s≤0.015％、其余fe；mn/si为1-2.5，cr/si为1-2.5，cr/nb为18-20；
9、将配置的原料进行转炉冶炼和精炼后，将精炼后的钢水进行连铸，制备连铸钢坯；
10、将所述连铸钢坯加热和轧制后，制备热轧圆钢；
11、将所述热轧圆钢加热、轧制成球，之后经过淬火、回火处理后，制得钢球。
12、在本专利技术优选的实施方式中，转炉冶炼时，以铁水与废钢为原料进行初炼，预脱p，出钢加入精炼渣、石灰、金属锰、硅锰合金和高碳铬铁进行预脱氧及成分初调，采用挡渣留渣出钢防止回p，制得钢水。
13、在本专利技术优选的实施方式中，精炼时，在惰性气体保护下，将钢水导入lf精炼炉中精炼，并加入ni板、铌铁进行钢水微合金化，精炼时间60min，软搅拌15min，白渣保持时间20-30min。
14、在本专利技术优选的实施方式中，连铸过程中，过热度为20～30℃，拉速为0.3-0.32m/min，电磁搅拌的频率为4-6hz，电流为240-250a。
15、在本专利技术优选的实施方式中，制备热轧圆钢时，将连铸钢坯加热至1020-1230℃后，保温50-70min后，进行轧制；轧制时，依次用1架两辊可逆式开坯机和4架连轧机组进行轧制。
16、在本专利技术优选的实施方式中，将所述热轧圆钢加热至1000-1100℃后，保温30-50min后，轧制成球。
17、在本专利技术优选的实施方式中，淬火温度为830-860℃，回火温度为200-240℃。
18、本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
19、本专利技术对钢球成分进行了优化设计，显著提高了钢球的硬度和韧性，具体体现在：
20、si能够提高合金钢的强度和硬度，但是会对钢的塑性和韧性具有不利影响，mn元素能够提高合金钢的强度和硬度，但是对材料的塑性影响较小，cr元素有助于合金钢珠光体的形成，提高钢的硬度和韧性，但si元素与mn、cr元素共存时，容易导致钢晶粒粗化，本专利技术添加硅元素含量为0.5-1.5％，以保证合金钢的硬度和硬度，同时还提高mn元素和cr含量来改善合金钢的韧性，并mn元素含量为1.2-1.5％，cr含量为1.1-1.3％，mn/si为1-2.5，cr/si为1-2.5；本专利技术通过调整上述元素的用量，并严格限定元素之间的比例，提高了钢球硬度的同时，不但不会对钢球的韧性造成不利影响，反而还能有助于提高钢球的韧性。另外，nb与cr共存，有利于形成极细弥散相，nb能够细化晶粒，提高硬度，本专利技术设计nb含量为0.055-0.065％，并限定cr/nb为18-20，本专利技术添加nb与cr协同，进一步细化晶粒，提高钢球硬度。c含量的增加能够提高钢球的硬度，但是会降低塑性，本专利技术c含量为0.6-1.1％，用cr、mn含量的增加，弥补碳元素对塑性的影响。可见，mn、cr元素不仅与si存在协同，还与c存在协同，同时cr还与nb存在协同关系，本专利技术对钢球的成分进行精细化设计，从元素功能角度出发，设计各元素用量，元素之间通过严格的比例限定，协同发挥作用，使最终制备的钢球硬度和韧性均提高，进而通过落球试验的检测。
21、本专利技术通过优化钢球组成，在不改变现有工艺的基础上，显著提高了钢球的性能，对于工业化生产来说，成本低，效果好，适合生产应用。
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1.一种球磨机用合金钢球，其特征在于，所述钢球由以下质量百分比的成分组成：
2.根据权利要求1所述的球磨机用合金钢球，其特征在于，Mn/Si为2-2.5，Cr/Si为1.5-2.5，Cr/Nb为19-20。
3.根据权利要求1所述的球磨机用合金钢球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，转炉冶炼时，以铁水与废钢为原料进行初炼，预脱P，出钢加入精炼渣、石灰、金属锰、硅锰合金和高碳铬铁进行预脱氧及成分初调，制得钢水。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，精炼时，在惰性气体保护下，将钢水导入LF精炼炉中精炼，并加入Ni板、铌铁进行钢水微合金化，精炼时间60min，软搅拌15min，白渣保持时间20-30min。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，连铸过程中，过热度为20-30℃，拉速为0.3-0.32m/min，电磁搅拌的频率为4-6Hz，电流为240-250A。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备热轧圆钢时，将连铸钢坯加热至102
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述热轧圆钢加热至1000-1100℃后，保温30-50min后，轧制成球。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，淬火温度为830-860℃，回火温度为200-240℃。
...【技术特征摘要】
1.一种球磨机用合金钢球，其特征在于，所述钢球由以下质量百分比的成分组成：
2.根据权利要求1所述的球磨机用合金钢球，其特征在于，mn/si为2-2.5，cr/si为1.5-2.5，cr/nb为19-20。
3.根据权利要求1所述的球磨机用合金钢球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，转炉冶炼时，以铁水与废钢为原料进行初炼，预脱p，出钢加入精炼渣、石灰、金属锰、硅锰合金和高碳铬铁进行预脱氧及成分初调，制得钢水。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，精炼时，在惰性气体保护下，将钢水导入lf精炼炉中精炼，并加入ni板、铌铁进行钢水微合金化，精炼时间60min，软搅拌15m...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉光，李徐，黎丽，周新龙，葛熔熔，赵坤，孙书刚，李娜，
申请(专利权)人：南通理工学院，
类型：发明
国别省市：
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