[发明专利]一种高淬透性大直径65MnCr磨球及其制备方法

说明书

技术领域

本技术涉及到一种高淬透性大直径65MnCr磨球及其制备方法，其主要涉及到制备一种高淬透性、高硬度和高韧性的大直径磨球。

技术背景

磨球是应用于球磨机中用来破碎矿石、煤矿等的消耗量最大的易磨损件，广泛应用于冶金、矿山、电力、建材等工业领域的制粉设备，我国年消耗量150万吨以上，提高易损件的使用寿命降低生产成本一直为国内外研究和生产部门所重视。近年来，随着能源费用的增长，各类矿石品位的下降，建设的投资和生产的费用是世界各国矿山面临的一个严峻问题，由于采用高效的大型设备是当前选矿厂建设的主要倾向，球磨机的大型化也已成为技术发展的方向，伴随着球磨机的发展方向，磨球也将趋向于高的抗磨性和破碎矿石效率。

过去我国主要是应用低碳钢轧锻球，由于性能比较低，近几年新开发的高性能磨球材料主要有两大类七个品种，分别是中高碳钢锻球，贝氏体钢锻压球，高铬合金铸铁磨球，中铬合金铸铁磨球，低铬合金铸铁磨球，贝氏体球墨铸铁磨球，贝/马复相球墨铸铁磨球。最高硬度都能达到50HRC以上，但是冲击韧性只有贝氏体钢超过了17J/cm^-2，其余的钢种由于冲击韧性不好，在较大冲击载荷的工况下并不能提高其耐磨性，更容易发生表面剥落甚至破球现象。贝氏体组织在钢中比较难得到，主要通过两种工艺：一，等温淬火，在奥氏体区急速冷却到贝氏体转变区，进行等温处理后，空冷至室温；二，通过合金成分设计，奥氏体在适当的冷速下，生成贝氏体和马氏体的复相组织。对于大直径的磨球，其不同位置处的冷却速度存在不可忽视的冷速差，所以，连续冷却到贝氏体区和连续冷却下获得贝氏体和马氏体复相组织的冷速并不能实现准确的控制。造成不同位置硬度和韧性存在一定的差别，磨球性能不稳定，同时工艺复杂化，不容易控制和制备。

在上述耐磨材料和工艺不能满足大直径磨球的性能情况下，需要合理的成分实际和工艺设计，生产高硬度和韧性配合良好的磨球。

发明内容

本发明的目的在于合理的合金成分设计和工艺设计，生产一种高淬透性大直径65MnCr磨球及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高淬透性大直径65MnCr磨球，其化学成分质量百分比为：

C  0.55-0.75％；

Si  0.1-0.5％；

Mn  1.0-3.0％；

Cr  0.5-1.5％；

Al  0.01-0.10％；

P   ≤0.1％；

S   ≤0.01％；

N   ≤0.01％。

进一步的，所述高淬透性大直径65MnCr磨球按化学质量百分比由以下成分组成，包括：C：0.60-0.70％；Si：0.2-0.5％；Mn：1.0-2.05％；Cr：0.5-1.2％；Al：0.01-0.05％；P≤0.01％；S≤0.01％；N≤0.01％；其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明采用传统的淬火+回火的制备方法，其包括如下步骤：

1)高淬透性大直径65MnCr磨球，其化学成分质量百分比为：C：0.55-0.75％，Si：0.1-0.5％，Mn：1.0-3.0％；Cr：0.5-1.5％，Al：0.01-0.1％，P：≤0.1％，S：≤0.01％，N：≤0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质；按上述成分冶炼、铸造和热轧成大直径的圆钢坯备用，根据需要圆坯直径可以不同，根据不同的轧辊，轧制成不同直径的磨球。

2)钢坯经1050℃-1100℃加热，保温1小时均热后，在二棍轧机上轧制，轧制后入水温度为900-950℃，在水中淬火2.5-3min，磨球的返红温度为120-150℃，然后在320-400℃炉中保温6h，拿出来堆冷。

进一步的，本发明采用传统的淬火+回火的制备方法，其包括如下步骤：

1)高淬透性大直径65MnCr磨球，其化学成分质量百分比为：C：0.60-0.70％；Si：0.2-0.5％；Mn：1.0-2.05％；Cr：0.5-1.2％；Al：0.01-0.05％；P≤0.01％；S≤0.01％；N≤0.01％；其余为Fe和不可避免的杂质；按上述成分在真空冶炼炉中冶炼、连续浇铸成方形坯料并在轧机上轧成Ф130mm的圆钢坯，根据需要圆坯直径可以不同，根据不同的轧辊，轧制成不同直径的磨球。