[发明专利]锻钢球的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于钢球加工领域，具体涉及一种锻钢球的制造方法。

背景技术

全国电力、冶金、矿山、建材、化工等行业中粉碎固体物料主要采用球磨机，而钢球作为球磨机中的重要研磨部件，其性能优劣直接决定粉料的质量及球磨效率。球磨机钢球在运转过程中，工作条件十分复杂，当运动件高速运转时，钢球与其支撑装置之间主要是以点或线相接触，承受着集中的周期性的交变载荷，其应力变化可由零到最大，再由最大到零；同时钢球还要承受由于离心力引起的负荷与其支撑装置之间产生的弹性变形；因此，需要钢球具有足够的硬度和耐磨度；此外，在研磨过程中，钢球与磨料、钢球与衬板以及钢球与钢球之间发生的冲撞不可避免，因此，还要求钢球有一定的韧性，避免破球。

目前国内常用的钢球有两大类，一类是铸铁球如：中锰铸铁球、高铬铸铁球、低铬铸铁球及其他的合金铸铁球；另一类是锻钢球如：普通钢球、低合金锻钢球如：40Mn、50Mn、60Mn和45Mn以及B氏体钢球锻球。

专利号为ZL2008/0301478.2的专利，其生产锻钢球的加工工艺包括：选择钢坯、切割下料、空气锤断料，中频炉加热、预冷、淬火、液体、回火、空冷、洗球和入库；钢坯含碳0.7-0.95%，硅0.11-1.25%，锰0.75-0.95%，硫、磷≤0.035%，钒0.07-0.12%及其它合金。该工艺方法具有以下缺点：1、淬火温度过高容易出现破球，对钢坯的有效利用率不高；2、回火时采用液体介质如：熔化的沥青50-100号机油，H₂回火油、销酸钾、硝酸钠等，在回熔器中加热时有大量的有害气体释放，对环境和工人都是有害的，处理起来非常麻烦；而且从回火容器中出来的钢球必须对钢球表面用沙进行对残余介质的清洗，沙中会渗入机油、回火油等有害物质，也很难处理，对环境危害大；3、回火时回火介质暴露在空气中，能量损耗很大。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种锻钢球的制造方法，利用该方法所得的锻钢球具有良好的强度和韧性，同时耐磨损性能优异，且生产成本低廉。

本发明的技术方案为：

本发明提供一种锻钢球的制造方法，包括钢球坯选择、下料、加热、模锻、预冷、淬火和回火步骤，其中：

钢球进行两次淬火，第一次淬火至钢球的表层温度为260-340℃，之后将钢球表层温度升至360-420℃之后进行第二次淬火，第二次淬火至钢球的表层温度为170-220℃；其中，淬火介质为25-50℃的清水；

回火处理是在以空气为介质的回火装置中进行。

优选的，所述钢球坯选择步骤中，选择的钢球坯的成分按重量百分比计为：C0.6-0.95%，Si0.1-1.3%，Mn0.7-1%，V0.05-0.15%，S、P＜0.4%，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，本发明采用等离子切割机切割钢坯后下料。

优选的，本发明采用中频炉于1000-1150℃下加热钢坯。

优选的，加热步骤中：直径80mm以下的钢球6-7秒投2个，直径100mm以上的钢球9-15秒投1个。

优选的，本发明采用空气锤进行模锻，直径60-100mm的钢球用150kg空气锤，直径110-125mm的钢球用250kg空气锤，直径130mm以上的钢球用400kg空气锤。

优选的，钢球预冷至650-700℃再进行淬火。

更优选的，本发明的预冷过程在等温螺旋机上进行。

更优选的，淬火处理在旋转速度为0.02-0.1m/s的螺旋淬火装置中进行。

优选的，上述回火处理是在密闭的以空气为介质的回火装置内于200-240℃下回火至少8-10小时。

优选的，本发明回火处理中采用内置导热风扇的以空气为介质的回火炉。

本发明的有益效果：

本发明是一种锻钢球加工艺方法，锻钢球广泛地应用于冶金、有色、化工、建材、热电厂等行业。用本发明工艺生产的锻钢球在球磨机中使用时有耐磨、球的圆度稳定性好、耐冲击，不易破碎等特点，适合在加工粉矿行业中推广使用。

a、质量更好：本发明生产出的钢球表面洛氏硬度HRC为55-62，芯部硬度为HRC50-55，表面的冲击韧性大于16J/cm²，芯部的冲击韧性大于18J/cm²，选矿时钢球磨耗可降低35-80%，大大提高使用寿命，尤其适合使用在磨矿用的大型磨机使用。