[发明专利]高碳微合金化钢球及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及球磨机用的钢球，更具体地讲，涉及一种高碳微合金化钢球及其生产工艺。

背景技术

对于锻轧余热类球磨机用钢球的制造，目前钢球的主要成分通常采用0.60-0.85％的C含量，并添加适当的Si、Mn元素，同时根据钢球的直径以及对钢球表层和心部硬度差的不同要求，在钢球中辅以添加适量的Cr、Mo、Ni、Cu、V、Nb等元素，以提高钢球的硬度、耐磨损性能及耐腐蚀性能等。

碳是钢中最廉价、最有效的强化元素，但若进一步提高钢球中的碳含量，将使钢球在清水等单一淬火介质的淬火过程中开裂，导致钢球无法使用，由此限制了钢球中碳含量的提高，而合金元素由于价格昂贵且使用过程无法回收，导致高性能钢球的制造成本和使用效率难以有效提高。

因此，对于高碳含量的钢球，亟需一种生产工艺，来达到通过热处理工艺的作用来替代钢球中合金元素的作用，从而达到提高钢球利用率、降低生产成本的目的。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种针对高碳微合金化钢球的生产工艺，以有效避免钢球热处理过程中的淬火开裂。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种高碳微合金化钢球的生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤：将钢球坯加热至1200-1250℃后锻造为所需尺寸的钢球；对钢球进行预冷至钢球的表层温度为800-850℃；将钢球投入30-60℃的清水中淬火至钢球的表层温度降至280-340℃后取出；间隔1-2s后将钢球投入30-50℃的机油中淬火至钢球的表面温度降至60℃以下；取出钢球并置于200-240℃的机械油中回火不小于4小时；取出钢球，经精整处理即可得到成品钢球，其中，以重量百分比计，所述钢球坯含有0.90-1.05％的C、0.30-0.70％的Si、0.80-1.20％的Mn、0.25-0.40％的Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质。

根据本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺的一个实施例，采用转炉冶炼、二次精炼、连铸的工艺路线制造所述钢球坯。

根据本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺的一个实施例，所述钢球坯为断面尺寸为60mm×60mm-75mm×75mm的方钢坯。

根据本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺的一个实施例，所述钢球的直径为100-150mm。

根据本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺的一个实施例，所述钢球在清水或机油中淬火时需连续不停地滚动。

根据本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺的一个实施例，所述机油为10号机油。

根据本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺的一个实施例，所述机械油为50-100号机械油。

根据本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺的一个实施例，所述将钢球坯加热至1200-1250℃的步骤还包括在锻造前将温度为1200-1250℃的钢球坯保温10分钟以上。

本发明的另一方面还提供了一种高碳微合金化钢球，所述高碳微合金化钢球采用上述生产工艺制得。

根据本发明的高碳微合金化钢球的一个实施例，所述高碳微合金化钢球按重量计含有0.90-1.05％的C、0.30-0.70％的Si、0.80-1.20％的Mn、0.25-0.40％的Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质。

本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺采用了0.90-1.05％的C含量范围的钢坯，为了避免高碳含量带来的钢球淬火开裂等问题，进一步采用了清水机油双液淬火工艺，不仅可以有效避免钢球淬火开裂，而且所获得的高碳微合金化钢球与原高碳高合金钢球具有相同的性能，合金含量及生产成本显著降低，具有极佳的推广意义。

附图说明

图1是本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺进行详细地描述。

以重量百分比计，本发明的高碳微合金化钢球的生产工艺所采用的高碳微合金化钢球坯含有0.90-1.05％的C、0.30-0.70％的Si、0.80-1.20％的Mn、0.25-0.40％的Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质。其中，碳含量较高，合金元素含量较低。具体地，制造该钢球坯时，可以采用转炉冶炼、二次精炼、连铸的工艺路线制造。为了得到所需尺寸的钢球，还需要对钢球坯进行定尺切割后加热并轧制成一定尺寸的方钢坯，方钢坯的尺寸应与钢球的所需尺寸对应，例如，方钢坯的断面尺寸为60mm×60mm-75mm×75mm，钢球的直径为100-150mm。