一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球及其制备方法，涉及耐磨材料技术领域，其化学成分按重量百分比包括：C 0.8‑1.2％、Si 0.6‑0.9％、Mn 1.2‑1.5％、Cr 1.0‑1.5％、Mo 0.1‑0.3％、V 0.05‑0.15％、Ti 0.1‑0.2％、Al0.05‑0.15％、Cu 0.05‑0.15％、Zr 0.05‑0.15％、Hf 0.05‑0.15％、B 0.08‑0.2％、P≤0.02％、S≤0.01％、其余为Fe和不可避免的杂质；其制备方法包括熔炼、锻造和热处理。本发明专利技术合理优化锻造耐磨钢球中的化学元素成分及其含量，添加的Mn、Mo、Cr、V、Ti、Cu等淬透性元素，能够增加过冷奥氏体的稳定性并提高钢的淬透性，减小大直径磨球的芯部和表面硬度的差值，制备的磨球表面光洁无缺陷，硬度高、韧性好、不易破碎，其性能可媲美高铬磨球，可代替铸球用于矿石湿磨，提高磨矿效率。

【技术实现步骤摘要】
一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球及其制备方法
本专利技术涉及耐磨材料
，尤其涉及一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球及其制备方法。
技术介绍
国内外球磨机都有向大型化方向发展的趋势，特别是大型半自磨机的直径高达10m以上，对磨球的硬度及尺寸提出更高的要求。目前矿山所使用大直径磨球的材质主要以碳钢为主，其性能表现为高韧性和低硬度,且其体积硬度一般都不会超过40HRC，在实际使用中普遍存在着耐磨性较差及易变形等不足。同样，对于大规格磨球特别是直径大于110mm的磨球，因矿山湿磨电化腐蚀的影响，大直径高铬铸造球有较大的破碎性缺陷。锻造磨球具有破碎率低的优点，因此，研究开发适合矿山使用的大直径锻造磨球成为当务之急，要求研制的磨球的硬度达到60HRC以上，并要有良好的抗冲击性能。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球及其制备方法，制备的磨球表面光洁无缺陷，硬度高、韧性好、不易破碎，其性能可媲美高铬磨球，可代替铸球用于矿石湿磨，提高磨矿效率。本专利技术提出的一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：C0.8-1.2％、Si0.6-0.9％、Mn1.2-1.5％、Cr1.0-1.5％、Mo0.1-0.3％、V0.05-0.15％、Ti0.1-0.2％、Al0.05-0.15％、Cu0.05-0.15％、Zr0.05-0.15％、Hf0.05-0.15％、B0.08-0.2％、P≤0.02％、S≤0.01％、其余为Fe和不可避免的杂质。优选地，其化学成分按重量百分比包括：C1.05-1.15％、Si0.8-0.9％、Mn1.3-1.4％、Cr1.2-1.3％、Mo0.2-0.3％、V0.05-0.10％、Ti0.12-0.17％、Al0.10-0.15％、Cu0.05-0.10％、Zr0.05-0.10％、Hf0.08-0.13％、B0.1-0.2％、P≤0.015％、S≤0.007％、其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术还提出上述矿山专用的大直径锻造耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：S1、熔炼：将生铁、废钢、锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁、钛铁、锆铁、铪铁、铝锭、铜块、硼铁加入到真空感应熔炼炉中，升温至1530-1550℃，调整钢中各元素成分，扒渣，浇注成型，得铸件；S2、锻造：将铸件加热至1080-1100℃，保温1-1.5h，进行轧制，得胚料，采用空气锤对胚料进行锻造成型，得磨球胚，风冷至室温；S3、热处理：将磨球胚放入电炉内，升温至920-940℃，保温1-2h，水淬，冷却至室温，再加热至340-360℃进行回火，保温1-2h，空冷至室温，即得。优选地，所述S1中浇注温度为1450-1470℃。优选地，所述S2中锻造成型的始锻温度为1020-1040℃，终锻温度为840-860℃。优选地，所述锻造过程中胚料在锻模中不断翻转，单个磨球胚锻造时间为13-18s。优选地，所述S3中，水淬后磨球的出水温度为140-160℃。有益效果：本专利技术合理优化锻造耐磨钢球中的化学元素成分及其含量，添加的Mn、Mo、Cr、V、Ti、Cu等淬透性元素，能够增加过冷奥氏体的稳定性并提高钢的淬透性，减小大直径磨球的芯部和表面硬度的差值，和其它元素协调作用，细化晶粒，提高淬透性和淬硬性，经锻造处理后压缩比大，内部组织致密，且采用风冷至室温，改善内部组织形态，避免锻后堆冷引起球体内部晶体的长大，热处理中水淬后在较低温度下取出，保证磨球整体淬硬，有效防止淬火开裂，经热处理后制备的磨球表面光洁无缺陷，硬度高、韧性好、不易破碎，其性能可媲美高铬磨球，可代替铸球用于矿石湿磨，提高磨矿效率。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：C0.8％、Si0.9％、Mn1.2％、Cr1.5％、Mo0.1％、V0.15％、Ti0.1％、Al0.15％、Cu0.05％、Zr0.15％、Hf0.05％、B0.2％、P0.02％、S0.01％、其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术还提出上述矿山专用的大直径锻造耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：S1、熔炼：将生铁、废钢、锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁、钛铁、锆铁、铪铁、铝锭、铜块、硼铁加入到真空感应熔炼炉中，升温至1530℃，调整钢中各元素成分，扒渣，浇注成型，得铸件；S2、锻造：将铸件加热至1080℃，保温1h，进行轧制，得胚料，采用空气锤对胚料进行锻造成型，得磨球胚，风冷至室温；S3、热处理：将磨球胚放入电炉内，升温至920℃，保温1h，水淬，冷却至室温，再加热至340℃进行回火，保温1h，空冷至室温，即得。实施例2本专利技术提出的一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：C1.05％、Si0.88％、Mn1.3％、Cr1.3％、Mo0.2％、V0.10％、Ti0.12％、Al0.13％、Cu0.05％、Zr0.10％、Hf0.08％、B0.2％、P0.015％、S0.007％、其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术还提出上述矿山专用的大直径锻造耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：S1、熔炼：将生铁、废钢、锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁、钛铁、锆铁、铪铁、铝锭、铜块、硼铁加入到真空感应熔炼炉中，升温至1530℃，调整钢中各元素成分，扒渣，浇注成型，浇注温度为1450℃，得铸件；S2、锻造：将铸件加热至1080℃，保温1h，进行轧制，得胚料，采用空气锤对胚料进行锻造成型，始锻温度为1020℃，终锻温度为840℃，得磨球胚，锻造过程中胚料在锻模中不断翻转，单个磨球胚锻造时间为13s，风冷至室温；S3、热处理：将磨球胚放入电炉内，升温至920℃，保温1h，水淬，控制磨球的出水温度为140℃，冷却至室温，再加热至340℃进行回火，保温1h，空冷至室温，即得。实施例3本专利技术提出的一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：C1.12％、Si0.84％、Mn1.35％、Cr1.28％、Mo0.26％、V0.08％、Ti0.15％、Al0.13％、Cu0.08％、Zr0.07％、Hf0.1％、B0.18％、P0.01％、S0.005％、其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术还提出上述矿山专用的大直径锻造耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：S1、熔炼：将生铁、废钢、锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁、钛铁、锆铁、铪铁、铝锭、铜块、硼铁加入到真空感应熔炼炉中，升温至1540℃，调整钢中各元素成分，扒渣，浇注成型，浇注温度为1460℃，得铸件；S2、锻造：将铸件加热至1090℃，保温1.5h，进行轧制，得胚料，采用空气锤对胚料进行锻造成型，始锻温度为1030℃，终锻温度为850℃，得磨球胚，锻造过程中胚料在锻模中不断翻转，单个磨球胚锻造时间为15s，风冷至室温；S3、热处理：将磨球胚放入电炉内，升温至930℃，保温1.5h，水淬，控制磨球的出水温度为150℃，冷却至室温，再加热至350℃进行回火，保温1.5h，空冷至室温，即得。实施例4本专利技术提出的一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其化学成分按重量百分比包括：C0.95％、Si0.82％、Mn1.25％、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：C 0.8‑1.2％、Si 0.6‑0.9％、Mn 1.2‑1.5％、Cr 1.0‑1.5％、Mo 0.1‑0.3％、V 0.05‑0.15％、Ti 0.1‑0.2％、Al 0.05‑0.15％、Cu 0.05‑0.15％、Zr 0.05‑0.15％、Hf 0.05‑0.15％、B 0.08‑0.2％、P≤0.02％、S≤0.01％、其余为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：C0.8-1.2％、Si0.6-0.9％、Mn1.2-1.5％、Cr1.0-1.5％、Mo0.1-0.3％、V0.05-0.15％、Ti0.1-0.2％、Al0.05-0.15％、Cu0.05-0.15％、Zr0.05-0.15％、Hf0.05-0.15％、B0.08-0.2％、P≤0.02％、S≤0.01％、其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的矿山专用的大直径锻造耐磨钢球，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：C1.05-1.15％、Si0.8-0.9％、Mn1.3-1.4％、Cr1.2-1.3％、Mo0.2-0.3％、V0.05-0.10％、Ti0.12-0.17％、Al0.10-0.15％、Cu0.05-0.10％、Zr0.05-0.10％、Hf0.08-0.13％、B0.1-0.2％、P≤0.015％、S≤0.007％、其余为Fe和不可避免的杂质。3.一种基于根据权利要求1或2所述的矿山专用的大直径锻造耐磨钢球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、熔炼：将生铁、废钢、锰铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蔓青，肖颖，
申请(专利权)人：铜陵市明诚铸造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34