[发明专利]一种矿山专用的大直径锻造耐磨钢球及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，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。

背景技术

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40H RC，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。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明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。

本发明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：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。

优选地，其化学成分按重量百分比包括：C 1.05-1.15％、Si 0.8-0.9％、Mn 1.3-1.4％、Cr 1.2-1.3％、Mo 0.2-0.3％、V 0.05-0.10％、Ti 0.12-0.17％、Al 0.10-0.15％、Cu 0.05-0.10％、Zr 0.05-0.10％、Hf 0.08-0.13％、B 0.1-0.2％、P≤0.015％、S≤0.007％、其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明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，得坯料，采用空气锤对坯料进行锻造成型，得磨球坯，风冷至室温；

S3、热处理：将磨球坯放入电炉内，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℃。