大直径锻造矿用耐磨钢球的研制
耐磨钢球可行性研究报告
耐磨钢球可行性研究报告一、前言耐磨钢球是一种用于研磨、研磨和混合物料的圆形金属球体。
它们通常由碳钢或合金钢制成，并具有高硬度和耐磨性，以适应各种工业应用。
耐磨钢球在矿山、水泥厂、化工厂和建筑行业等领域广泛应用，因此对于其可行性的研究具有重要意义。
本报告对耐磨钢球的可行性进行研究，旨在分析其市场需求、生产技术、成本效益以及可能的风险和挑战。
通过全面的调研和数据分析，为相关企业和投资者提供决策参考。
二、市场需求分析1.1 市场规模根据市场调研机构的数据显示，全球耐磨材料市场规模在不断扩大。
耐磨钢球作为重要的耐磨材料品种，其市场规模也在不断增长。
主要受益于矿山、水泥厂、化工厂和建筑行业的需求增加，耐磨钢球的市场需求持续向好。
1.2 行业应用矿山行业是耐磨钢球的主要应用领域之一。
矿石破碎、选矿和磨矿等工序离不开耐磨钢球。
另外，水泥厂和化工厂中的球磨机等设备也是耐磨钢球的主要应用场景。
此外，建筑行业中的混凝土搅拌机、摇床等设备也需要大量的耐磨钢球。
1.3 地区需求根据全球耐磨钢球市场的分布情况，亚太地区是耐磨钢球的主要需求地区。
中国、印度、澳大利亚、日本等国家拥有庞大的矿山和水泥生产规模，对耐磨钢球的需求量巨大。
而在欧美地区，建筑行业的发展也带动了对耐磨钢球的需求增长。
三、生产技术分析2.1 材料选择耐磨钢球的材料通常选择碳钢或合金钢。
这两种材料具有高硬度和耐磨性，适合在研磨设备中使用。
同时，材料的选择也需要考虑到成本和可加工性等因素。
2.2 制造工艺常见的耐磨钢球制造工艺包括锻造、铸造和热处理。
锻造是通过锻压设备对金属块进行成型，以获取所需形状和尺寸的耐磨钢球。
铸造是将熔融的金属注入模具中，通过凝固形成耐磨钢球。
热处理则是对已成型的耐磨钢球进行加热和冷却处理，以提高其硬度和耐磨性。
2.3 自动化生产随着工业自动化水平的提高，耐磨钢球的生产也逐步实现自动化。
自动化生产可以降低人工成本，提高生产效率，同时保证产品质量和稳定性。
耐磨钢球 成分
耐磨钢球成分
摘要：
一、耐磨钢球的定义与用途
二、耐磨钢球的成分及特点
1.碳素钢
2.高锰钢
3.合金钢
三、耐磨钢球的制造工艺
四、耐磨钢球在各行业的应用
五、我国耐磨钢球产业的发展现状与前景
正文：
耐磨钢球是一种重要的工业产品，主要用于冶金、矿山、建材、石化等行业，具有高硬度、高耐磨性和高韧性等特点，可有效提高设备的运行效率和使用寿命。
耐磨钢球的成分主要有碳素钢、高锰钢和合金钢等。
其中，碳素钢的硬度和耐磨性较低，但韧性较好，适用于低速、轻载的场合；高锰钢具有较高的硬度和耐磨性，同时价格较低，广泛应用于矿山、冶金等行业；合金钢则具有更好的综合性能，适用于高载、高速的严酷工况。
耐磨钢球的制造工艺主要包括热轧、冷轧、热处理和机械加工等步骤。
热轧和冷轧可以改变钢球的形状和尺寸，热处理则可以提高钢球的硬度和耐磨性，机械加工则保证了钢球的表面光洁度和精度。
耐磨钢球在我国的应用十分广泛，如在冶金行业中，可以提高炼钢炉、轧钢机等设备的使用寿命；在矿山行业中，可以减少磨矿过程中的钢球消耗，提高选矿效率。
随着我国工业的快速发展，耐磨钢球产业也取得了长足的进步，产品质量和性能不断提高，市场竞争力逐渐增强。
然而，我国耐磨钢球产业也面临一些挑战，如生产过程中的能耗和污染问题，以及国际市场的竞争压力。
矿山钢球的生产工艺
矿山钢球的生产工艺
矿山钢球的生产工艺一般包括以下几个步骤：
1. 原料选材：选择高品质的合金钢材作为原料，确保钢球的硬度、韧性等性能。
2. 切割锻造：将选材的合金钢材进行切割，并经过锻造或热轧等工艺加工成球形。
3. 热处理：将锻造或热轧后的钢球进行淬火或调质处理，使钢球获得所需的硬度和耐磨性能。
4. 磨球：将经过热处理的钢球进行磨削，以达到特定的直径和精度要求。
5. 热处理第二次：对磨削后的钢球进行再次热处理，进一步提高硬度和耐磨性。
6. 清洗和质检：对热处理后的钢球进行清洗，然后进行质量检验，包括外观质量、硬度测试等。
7. 包装和出库：经过质检合格的钢球进行包装，并进行出库准备，以便运往矿山或其他使用场所。
需要注意的是，矿山钢球的生产工艺可能根据不同的生产厂家和不同的应用场景
有所差异，以上仅为一般性的生产工艺步骤。
锻造钢球生产工艺
锻造钢球生产工艺锻造钢球按照材质可以分为：45号钢锻造钢球、60mn锻造钢球、65mn锻造钢球、40cr材质钢球、42crmo锻造钢球、B2锻造钢球、B3锻造钢球、B6材质钢球等几种。
含碳量在0.4-0.85，锰含量在0.5-1.2，铬含量在0.05-1.2，可以通过空气锤锻压和热轧机轧制两种工艺进行生产。
多应用于有色金属选矿，电厂以及钾钠长石选矿等。
我司25mm-125mm规格锻造钢球通过自动化热轧机轧制生产，125mm-150mm规格通过空气锤热锻生产。
空气锤锻造钢球主要生产工艺流程如下：圆钢棒料经检验合格后,按钢球尺寸下料；钢锻经中频炉加热到一定温度，保证在锻打中有效的发生型变量；红热态的钢锻被送入空气锤中，经熟练操作工翻打加工而成。
锻打后的红热态钢球立刻进入我司（山东伊莱特）特殊设计的热处理设备进行淬火-回火热处理，使所产钢球获得高而且均匀的硬度值。
就目前耐磨钢球市场来看，国外金属矿山等湿磨应用中，普遍使用锻造钢球进行研磨，包括国际矿业巨头力拓、必和必拓、淡水河谷、南非黄金、智利铜矿等都使用高碳锰合金锻造钢球。
国内市场，目前使用铸造钢球较多，但锻造钢球市场呈逐年递增趋势。
中国五矿、紫金矿业、中国黄金、太钢、酒钢等也都在使用锻造钢球。
半自磨机因为高铬钢球在半自磨机中破碎率较高，目前证明必须使用锻造钢球。
锻造钢球明显优势在于表面光滑，冲击韧性高，破碎率大大低于铸造钢球，而且价格远低于高铬钢球，但耐磨性能又可与高铬钢球相媲美，锻造钢球在大型矿山的性价比大大优于高铬钢球，客户可根据钢球价格，质量标准以及矿山适用情况来选择。
产品特点1、破碎率低于0.5%，2、冲击韧性高：冲击韧性大于18J/cm2，8米落球实验2万次以上。
3、整体硬度高：表面硬度58-65HRC，体积硬度56-63HRC，且硬度梯度分布平均。
4、不变形：钢球始终不变形，不失圆。
5、组织致密，性价比高，节约成本明显。
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收稿日期： 2012-07-11 作者简介： 许兴军（ 1973 —） ， 男， 江苏常熟人， 助理工程师， 主要从事耐 mail： xu_xj1@ 磨材料研究及耐磨材料生产工艺研究， 发表论文 2 篇。Esina． com
140 mm， 对于生产大直径磨球是合适的， 同时保证磨 球的心部也能淬硬。从磨球的相对耐磨性与碳含量的 耐磨性加大； 当碳 关系看： 随着马氏体碳含量的增加， 含量在 1% 左右时， 耐磨性达到最大值
第 38 卷 2013 年
第1 期 1月
Vol. 38 No. 1
HEAT TREATMENT OF METALS
January 2013
大直径锻造矿用耐磨钢球的研制
1 许兴军 ，徐
胜
2
（ 1． 常熟市龙特耐磨球有限公司， 江苏 常熟 215511 ； 2． 常熟市龙腾特种钢有限公司， 江苏 常熟 215511 ）
磨性 。 有害 元 素 磷 、 硫、 氢 含 量 控 制 在 较 低 的 水 平， 严格控制氢元素含量 ， 若氢元素含量较高和铬 、 钼元 会在原材料 （ 圆钢 ） 的中心部位产生白 素综合作用 ， 点缺陷 ， 氢元 素 造 成 的 裂 纹 会 导 致 磨 球 破 损 率 和 磨 耗增加 。 从材 料 所 含 合 金 看 ： 其 包 含 的 化 学 元 素 对 锰、 钼等 耐磨性和淬透性都是适合的 。 磨球利用铬 、 元素高淬透 性 的 特 点 ， 通过添加适当的含量达到生 产大直径耐磨钢球的目的 。 磨球的碳含量高合金元素含量低， 合金元素的总 淬火后 量 ＜ 3% 。钢加热时溶入奥氏体的碳含量越多 ， 马氏体的碳含量越多、 磨球硬度越高， 磨球的耐磨性也 越好。具有较高含碳量的合金钢马氏体转变温度 Ms 点较低， 一般钢淬火冷却时形成的马氏体数量随温度 的下降而增多
［1 ］
1
1． 1
试验材料与制造方法
材料分析
； 高碳马氏体具有较高的硬度， 这可
以导致一个较低的磨损率， 磨球二次应用的效果也会
［2 ］ 很好。从 化 学 成 分 计 算 出 的 材 料 淬 透 性 D i 值 为
用高碳低 合 金 钢 材 质 生 产 大 直 径 磨 球 ， 磨球包 含的化学元素中铬 、 锰、 钼是主要的硬化元素和提高 淬透性元素 ， 钼和铝是细化晶粒的元素 ， 钼和铝元素 含量足够使 磨 球 通 过 热 处 理 达 到 细 化 晶 粒 的 目 的 ， 具有较细晶粒的磨球比粗晶粒的磨球要有更好的耐
摘要： 通过对高碳低合金钢材料进行分析， 提出了制造大直径磨球的工艺 。结果表明， 该工艺生产的磨球显微组织为细小回火马氏 体， 硬度高， 韧性好， 适合在大型半自磨机上使用 。 关键词： 高碳低合金钢； 大直径； 锻造磨球； 硬度； 耐磨性 中图分类号： TG1 文献标志码： A 文章编号： 0254-6051 （ 2013 ） 01-0047-03
［3 ］
。 从增加磨
球硬度和耐磨性的角度看， 必须增加碳的含量， 但由于 碳含量较高淬火开裂的倾向增大 ， 所 磨球的直径较大， 以选取碳含量为0． 75% ～ 0． 90% 。试验材料的化学成 分如表 1 所示。
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Table 1பைடு நூலகம்
试样编号 1号 2号
第 38 卷 %） 表 1 试验材料的化学成分（ 质量分数， Chemical composition of the tested steels （ wt%）
国内外球磨机都有向大型化方向发展的趋势 ， 特 对磨球的硬 别是大型半自磨机的直径高达 10 m 以上， 度及尺寸提出更高的要求。对于大规格磨球特别是直 径大于 110 mm 的磨球， 因矿山湿磨电化腐蚀的影响， 以及大直径高铬铸造球有较大的破碎性缺陷 ， 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。磨球的需求量大， 磨球直径大， 硬度要求 60 HRC 以上， 要有良好的抗冲击性能。 常熟市龙特耐磨球有 限公司决定研发 125 ～ 160 mm 的磨球， 通过采用高 碳低合金钢一次锻造成球形、 二次加热在线淬火回火 的新工艺， 研制出一条适合生产高碳低合金钢大直径 锻造磨球新途径。
Research and manufacture of large diameter forged grinding steel balls for mining
Xu Xingjun1 ，Xu Sheng2 （ 1． Changshu Longte Grinding Ball Co． ，Ltd． ，Changshu Jiangsu 215511 ，China； 2． Changshu Longteng Special Steel Co． ，Ltd． ，Changshu Jiangsu 215511 ，China） Abstract： Through analyzing high carbon low alloy steel， the manufactureing process of large diameter grinding ball was pointed out． The results show that fine tempered martensite structure，high hardness，good toughness of grinding ball producted by the process which is suitable for making largescale semi self mill． Key words： high carbon and low alloy steel； large diameter； forged grinding ball； hardness； wear resistance