大直径锻造矿用耐磨钢球的研制
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［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。
48
Table 1
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%）
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
［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
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
C 0. 85 0. 80 Si 0. 21 0. 28 Mn 0. 98 0. 93 P 0. 011 0. 014 S 0. 001 0. 001 Cr 0. 93 0. 92 Ni 0. 08 0. 06 Mo 0. 080 0. 074 Al 0. 034 0. 036
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
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。
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
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
1ຫໍສະໝຸດ Baidu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 ）
。 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 1
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%）
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
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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
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
C 0. 85 0. 80 Si 0. 21 0. 28 Mn 0. 98 0. 93 P 0. 011 0. 014 S 0. 001 0. 001 Cr 0. 93 0. 92 Ni 0. 08 0. 06 Mo 0. 080 0. 074 Al 0. 034 0. 036
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
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。
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
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
1ຫໍສະໝຸດ Baidu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 ）