專利名稱：中高碳大直徑鍛造磨球及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料及其制備技術領域，尤其涉及一種中高碳大直徑鍛造磨球及其生產工藝。
背景技術：
磨球在建材、礦山、水泥、電力等行業領域都有十分廣泛的應用。目前，國內磨球的年消耗量在250萬噸以上，價值超過數百億元人民幣，全球市場年消耗量達到500 600萬噸。而且隨著礦業、水泥和電力行業的飛速發展，磨球的需求量還將大幅增加。目前，隨著礦石品位的降低，國外提出了多碎少磨的理念，即增加球磨機尺寸，提高沖擊功和產生高能量沖擊的比例，達到破碎效率高的目的。由于球磨機尺寸的增大，直徑IOOmm以上的磨球越來越多的得到了使用，并且對磨球材質的要求也更高了。韌性好，抗沖擊能力強的鍛造磨球更加受到市場的親睞。目前，國內市場使用的中高碳大直徑鍛造磨球，主要存在硬度偏低，硬度分布不均勻，耐磨性差等問題。表面硬度普遍在45 50HRC，心部硬度在30HRC左右，硬度偏低，內外硬度偏差大，導致磨球使用壽命低。一些合金鋼球通過加入Cr、N1、Mo等貴重的合金元素來提高磨球的淬透性，但是同時也提高了磨球的生產成本。本發明通過添加廉價S1、Mn元素來磨球的淬透性，降低了生產成本，并通過合理的鍛造工藝及熱處理工藝，顯著提升了中高碳大直徑鍛造磨球的使用性能，表面硬度可以達到60 62HRC，表面與心部硬度差<5HRC，同時沖擊韌性好，直徑IlOmm的磨球沖擊韌性可以達到10 15J/cm2，進行落球實驗超過12000次不破碎。
發明內容
本發明的目的是通過合理的成分設計和熱處理工藝設計提供一種成本低廉、性能優異、工藝簡單的中高碳大直徑鍛造磨球。本發明的另一個目的是提供一種生產中高碳大直徑鍛造磨球的生產工藝。本發明的目的是通過以下方式來實現
本發明的中高碳大直徑鍛造磨球，包括下列化學成分質量百分比為c O. 67% O. 75%、Si O. 17% O. 37%、Mn O. 90% 1. 20%、Cr ( O. 25%、Ni ( O. 25%、Cu ( O. 25%、P〈0. 035%、S<0. 035%，余量為Fe及不可避免雜質
本發明的中高碳大直徑鍛造磨球的生產工藝，其特征在于包括以下操作步驟
a)將所述化學成分的圓鋼用剪床下料，并將料段加熱至1000 1100°C保溫40 60分鐘；
b)加熱均勻后利用空氣錘鍛造成磨球，其終鍛溫度為880 900°C；
c)熱處理工藝
待鍛造后磨球冷卻至820 860°C時放入淬火槽中淬火，淬火介質選用5%NaN02溶液，溫度控制在40°C以下，每個球淬火時間為4 5分鐘；d)最后進行150 200°C低溫回火，回火時間為3 4小時。與現有技術相比，該工藝在熱處理過程采用了淬火加低溫回火的熱處理工藝，其磨球表面硬度可以達到60 62HRC，硬度分布均勻，無淬火軟點，表面與心部硬度差<5HRC ;沖擊韌性好，直徑110_的磨球沖擊韌性可以達到10 15J/cm2，進行落球實驗超過12000次不破碎。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明的技術方案作進一步描述。例舉了本發明的中高碳鍛造磨球的多種具體實施方式
的實例及所達到的性能指標。將所述化學成分的圓鋼用剪床下料，并將料段加熱至1100°c保溫40分鐘，加熱均勻后利用空氣錘鍛造成直徑IlOmm的磨球，其終鍛溫度為900°C，待鍛造后磨球冷卻至8400C時放入淬火槽中淬火，淬火介質選用5%NaN02溶液，溫度控制在40°C以下，每個球淬火時間為5分鐘，最后進行200°C低溫回火，回火時間為3小時。熱處理后組織為回火馬氏體+少量貝氏體+少量屈氏體+殘余奧氏體，具有高的硬度和耐磨性，表面硬度在60 62HRC，硬度分布均勻，無淬火軟點，表面與心部硬度差< 5HRC ;沖擊韌性好，直徑IlOmm的磨球沖擊韌性可以達到10 15J/cm2。表I實施例化學成分及性能(質量分數％,余量為Fe)
權利要求
1.一種中高碳大直徑鍛造磨球，包括下列化學成分質量百分比為c O. 67% O. 75%、Si O. 17% O. 37%、Mn O. 90% 1. 20%,Cr ( O. 25%,Ni ( O. 25%,Cu ( O. 25%、P〈0. 035%、S〈0. 035%，余量為Fe及不可避免雜質。
2.—種權利要求1所述的中高碳大直徑鍛造磨球的生產工藝，其特征在于包括以下操作步驟 a)將所述化學成分的圓鋼用剪床下料，并將料段加熱至1000 1100°C保溫40 60分鐘； b)加熱均勻后利用空氣錘鍛造成磨球，其終鍛溫度為880 900°C； c)熱處理工藝 待鍛造后磨球冷卻至820 860°C時放入淬火槽中淬火，淬火介質選用5%NaN02溶液，溫度控制在40°C以下，每個球淬火時間為4 5分鐘； d)最后進行150 200°C低溫回火，回火時間為3 4小時。
全文摘要
本發明屬于金屬材料領域，是一種中高碳大直徑鍛造磨球及其生產工藝。其特征在于，所述磨球化學成分質量百分比為0.67%～0.75%C、0.17%～0.37%Si、0.90%～1.20%Mn、P<0.035%、S<0.035%，余量為Fe及不可避免雜質。本發明的生產工藝步驟包括將所述化學成分的圓鋼用剪床下料，并將料段加熱至1000～1100℃保溫40～60分鐘；加熱均勻后利用空氣錘鍛造成磨球，其終鍛溫度為880～900℃；待冷卻至820～860℃時淬火，淬火介質選用5%NaNO2溶液，溫度控制在40℃以下；再及時進行150～200℃低溫回火。本發明磨球其表面硬度可以達到60～62HRC，硬度分布均勻，無淬火軟點，表面與心部硬度差﹤5HRC；沖擊韌性好，直徑110mm的磨球沖擊韌性可以達到10～15J/cm2。
文檔編號C21D9/36GK103031486SQ20121055059
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者李海臣, 宋仁伯, 鞠洪鋼, 張永軍, 張力剛, 孫挺 申請人:鞍鋼集團礦業公司