本发明专利技术公开了一种高碳低合金大规格锻造矿用耐磨钢球及其生产方法，该耐磨钢球包含Ｈ≤１．５ｐｐｍ以及下述质量百分比组分：Ｃ??０．８０～０．９０、Ｓｉ??０．２０～０．４０、Ｍｎ?０．９０～１．００、Ｐ≤０．０２０、Ｓ≤０．０２０、Ｃｒ?０．９０～１．００、Ｎｉ?０．０５～０．１５、Ｍｏ?０．０６～０．１５、Ａｌ?０．０２０～０．０５０、Ｃｕ?０．１～０．２５；本生产方法包括将上述热轧圆钢加热至１０５０～１１５０℃，保温后剪切成料段、锻造成磨球；待磨球锻后强冷至室温，再重新加热、保温一定时间后出炉；待达到淬火温度时入水淬火，再配以低温回火；本耐磨钢球的直径从１２５～１６０ｍｍ，其表面硬度可达ＨＲＣ６０～６２，而且硬度分布均匀、内外硬度差较小，无淬火软点等缺陷，其冲击性能良好，Ｄ１２５～Ｄ１６０ｍｍ磨球的冲击值可以达到１０～１８Ｊ／ｃｍ２。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高碳低合金大规格锻造矿用耐磨钢球，本耐磨钢球用于大直径球 磨机内作破碎矿石用。本专利技术还涉及上述高碳低合金大规格锻造矿用耐磨钢球的制造方 法。
技术介绍
耐磨钢球是矿山、建材、煤炭、化工等工业部门不可缺少的重要部件。由于耐磨钢 球是易耗品，市场年需求量极大。每年国际磨球的需要量在500万吨以上，中国磨球的需求 量也在100万吨以上，特别是大规格矿山用锻造磨球需求量更大，因矿山湿磨电化腐蚀的 原因限制了高铬铸球在湿磨的应用，特别是大规格大于110MM以上的磨球。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了开发适应于湿式矿用大规格耐磨钢球，耐磨钢球的直径为 125MM 160MM。同时提供一种可以提高耐磨钢球的淬透性、淬硬性、球体内部硬度分布的 均勻性，以及耐冲击性能的制造方法。为实现上述的技术目的，本专利技术耐磨钢球的技术方案是一种高碳低合金大规格 锻造矿用耐磨钢球，其包含H彡1. 5PPM以及下述质量百分比组分C0. 80 0.90Si0. 20 0.40Mn0. 90 1.OOP彡 0. 020S彡 0. 020Cr0. 90 Ι-OONiΟ. 05 0.15Mo0. 06 0.15Al0. 020 0. 050Cu0. 1 0. 25。该耐磨钢球合金含量低、含碳高，根据研磨理论，相同硬度情况下，碳含量越高，度越高，耐磨性越好。该耐磨钢球包含的化学成分中，铬、钼、锰是主要的硬化元素和提高淬透性的元 素，钼和铝是细化晶粒元素，有害元素硫、磷、氢的含量均限制在较低的水平。本专利技术利用铬、钼、锰的高淬透性的特点，通过添加适当的含量，达到生产大规格 耐磨钢球的目的。本专利技术严格控制H的含量，若H的含量较高，和铬、钼元素综合作用，会在 原材料(圆钢)中心部位产生白点缺陷(即裂纹)，对磨球的生产产生有害的影响。根据磨球成分计算出的Ms值较低，则磨球二次应用也会有较好的效果。另外根据 成分计算出的Ms值较低，这样经过热处理的磨球的磨损率就会越低。本专利技术的制造方法包含以下步骤(1)选用包含H彡1. 5PPM以及下述质量百分比组分热轧圆钢C0.80 0,.90Si0.20 0,.40Mn0.90 1,.00P(0. 020S(0. 020Cr0.90 1,.00Ni0.05 0,.15Mo0.06 0,.15Al0.020 丨0. 050Cu0.1 0.25 ；(2)将上述热轧圆钢加热至1050 1150°C，保温后，经棒料剪切机剪切成料段，经空气锤锻造成磨球；(3)待磨球锻后强冷至室温，再重新加热到850°C 880°C保温一定时间后出炉；(4)待达到淬火温度时入水淬火，淬火水温为40°C 45°C，通过磨球出水温度的 高低来控制磨球的淬火时间及冷却速度，控制球出水回温温度，再配以190°C 195°C低温 回火。本专利技术的方法的淬火是在水中进行淬火，在保证淬火质量的情况下，使用水淬火 将比使用油节约成本。本专利技术的耐磨钢球应于湿式矿用大规格锻造磨球，耐磨钢球的直径从125 160MM，采用大压缩比的圆钢，加上空气锤锻造，磨球的组织更加致密，无气孔、缩孔等缺陷， 磨球的直径偏差小、尺寸控制严格、特别是精细的热处理工艺使得磨球的硬度韧性达到一 种理想的组合。本耐磨钢球具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐冲击的特性。本专利技术的耐磨钢球的硬度高，其表面硬度可达HRC60 62，而且硬度分布均勻、内 外硬度差较小，同一剖面硬度差HRC 2 5，无淬火软点等缺陷。本耐磨钢球的冲击性能良好，D125 D160MM磨球的冲击值可以达到10 18J/ CM20具体实施例方式实施例1选用包含H 1. OPPM以及下述质量百分比组分热轧圆钢C0.8Si0.4Mn0.90P0.02S0.02Cr0.93Ni0.05Mo 0. 06Cu 0. 25Al 0. 05方法将含有上述质量百分比组分热轧圆钢3m长加入到斜底加热炉加热至 1050°C，等料烧熟烧透后，出炉进入棒料剪切机切成一个个料锻，投放到空气锤进行锻造成 磨球，在鼓风机鼓风强制冷却到室温状态。将冷到室温的球重新进行加热到850°C、保温一 定时间，出炉冷到淬火温度时进入螺旋辊筒进行淬火，淬火水温40°C，出水后进行自回火， 然后再进行低温回火195°C。硬度检测取D125匪球线切割取样，剖切面通过球心，剖面经平面磨床磨去约 0. 5mm,采用洛氏硬度计每隔5mm测试1点硬度值，硬度如表1所示表 1距球表面 距离 mm271217222732374245525762洛氏硬度 HRC6060606160606059. 56060605860从上表可以看出球表面硬度60HRC，心部硬度60HRC，计算出的体积硬度 60. 5HRC。球硬度分布均勻，从表面到心部硬度差为3HRC，无淬火软点等缺陷。淬透性淬硬 性良好。实施例2选用包含H 1. 5PPM以及下述质量百分比组分热轧圆钢C0.84Si0.28Mn1.0P0.013S0.001Cr0.90Ni0.06Mo0.08Cu0.10Al0.038 方法将含有上述质量百分比组分热轧圆钢3m长加入到斜底加热炉加热至 1130°C，等料烧熟烧透后，出炉进入棒料剪切机切成一个个料锻，投放到空气锤进行锻造成 磨球，在鼓风机鼓风强制冷却到室温状态。将冷到室温的球重新进行加热到880°C、保温一 定时间，出炉冷到淬火温度时进入螺旋辊筒进行淬火，淬火水温45°C，出水后进行自回火， 然后再进行低温回火190°C。硬度检测取D14CMM球线切割取样，剖切面通过球心，剖面用平面磨床磨去约 0. 5mm，采用洛氏硬度计每隔5mm测试1点硬度值，硬度如表2所示表2 从上表可以看出球表面硬度62HRC，心部硬度59HRC，计算出的体积硬度61HRC。 球硬度分布均勻，从表面到心部硬度差为4HRC，无淬火软点等缺陷。淬透性淬硬性良好。实施例3选用包含H 1. IPPM以及下述质量百分比组分热轧圆钢C0.9Si0.2Mn0.95P0.015S0.002Cr1.0Ni0.15Mo0.15Cu0.17Al0.02方法将含有上述质量百分比组分热轧圆钢3m长加入到斜底加热炉加热至 1150°C，等料烧熟烧透后，出炉进入棒料剪切机切成一个个料锻，投放到空气锤进行锻造成 磨球，在鼓风机鼓风强制冷却到室温状态。将冷到室温的球重新进行加热880°C、保温一定 时间，出炉冷到淬火温度时进入螺旋辊筒进行淬火，淬火水温45°C，出水后进行自回火，然 后再进行低温回火195°C。硬度检测取D15CMM球线切割取样，剖切面通过球心，剖面经平面磨床磨去约 0. 5mm,采用洛氏硬度计每隔5mm测试1点硬度值，硬度如表3所示表 3 从上表可以看出球表面硬度60HRC，心部硬度56HRC，计算出的体积硬度59. 7HRC。球硬度分布均勻，从表面到心部硬度差为4HRC，无淬火软点等缺陷。淬透性淬硬 性良好。本耐磨钢球金相组织为回火马氏体+少量屈氏体+残余奥氏体，马氏体硬度高且 均勻，应具有良好的耐磨性。本耐磨钢球冲击韧性，无缺口试样冲击值10 18J/CM2。本耐磨钢球落球从8米高落球2200次，无开裂。上述实施例不以任何方式限制本专利技术，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高碳低合金大规格锻造矿用耐磨钢球，其特征在于它包含Ｈ≤１．５ＰＰＭ以及下述质量百分比组分： Ｃ ０．８０～０．９０ Ｓｉ ０．２０～０．４０ Ｍｎ ０．９０～１．００ Ｐ ≤０．０２０ Ｓ ≤０．０２０ Ｃｒ ０．９０～１．００ Ｎｉ ０．０５～０．１５ Ｍｏ ０．０６～０．１５ Ａｌ ０．０２０～０．０５０ Ｃｕ ０．１～０．２５。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐利，
申请(专利权)人：常熟市龙特耐磨球有限公司，常熟市龙腾特种钢有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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