[发明专利]一种高碳耐磨钢球

说明书

技术领域

本发明涉及研磨机械技术领域，尤其涉及一种高碳耐磨钢球。

背景技术

高碳耐磨钢球是粉碎工业的第一大耐磨材料消耗件，每年国内仅选矿行业就需要消耗约200万吨各种材质的钢球，而我国水泥工业每年也需要消耗20万吨。耐磨钢球是球磨机重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用，其广泛用于水泥厂、发电厂等。

高碳耐磨钢球在运转过程中，工作条件十分复杂，当运动件高速运转时，钢球与其支撑装置之间主要是以点或线相接触，承受着集中的周期性的交变载荷，其应力变化可由零到最大，再由最大到零，接触面积越小，承受的应力就越大。同时钢球还要承受由于离心力引起的负荷和与其支撑装置之间产生的弹性变形。除此之外，钢球在工作过程还受到润滑油等其他杂质的腐蚀，因此对耐磨钢球的综合性能有着较高的要求。现有技术中，高碳耐磨钢球通常存在淬透性和韧性不足，导致其耐磨性不能满足研磨要求，为了提高耐磨性，采用较高的合金元素添加，其成本又过高，需要进行改进。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种高碳耐磨钢球，其具有高耐磨、高使用寿命的优点。

本发明提出的一种高碳耐磨钢球，其各组分的重量百分数如下：

C：1.1％-1.2％；Si：0.2％-0.4％；Cr：0.4％-0.5％；Mn：1.3％-1.5％；Ti：0.02％-0.03％；Al：0.1％-0.2％；Mo：0.15％-0.25％；S：0-0.02％；P：0-0.06％；余料为Fe；

根据上述各组分配比，按照以下工艺步骤制备得到所述高碳耐磨钢球：

S1：按各组分重量百分数称取原料进行熔炼及成分初调，得到铁水，精炼脱硫、脱氧，成分微调，浇注，经铸造成型后，清理，得到铸件；

S2：将S1中得到的铸件在840-850℃，保温2-3小时，然后水淬，将淬火后的铸件升温至200-210℃进行回火处理，保温1-2小时后，移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。

在上述技术方案中，提高了C元素含量，利用廉价的C元素提高钢球的淬透性和淬硬性，从而提高钢球的耐磨性；优化了Si的含量，一方面使得其能达到提高钢球回火稳定性的作用，另一方面防止钢球的晶粒粗化；控制了Mn元素的含量，提高钢球中珠光体含量，并改善钢球的热处理性能和耐磨性能；复合添加Ti、Cr、Al、Mo，提高钢球的淬透性，细化晶粒，提高脱氧能力，提升钢球综合性能；控制S和P的含量，可以提高钢球的综合性能的过度恶化；在制备过程中，根据合金化优化结果，合理设定了热处理的温度和时间，使得钢球实现良好硬度和韧性的结合，从而获得高耐磨、高使用寿命的优点。

优选地，其各组分的重量百分数如下：

C：1.12％-1.18％；Si：0.25％-0.35％；Cr：0.42％-0.48％；Mn：1.35％-1.45％；Ti：0.022％-0.028％；Al：0.12％-0.18％；Mo：0.18％-0.22％；S：0-0.01％；P：0-0.03％；余料为Fe。

优选地，其各组分的重量百分数如下：

C：1.14％；Si：0.3％；Cr：0.45％；Mn：1.4％；Ti：0.025％；Al：0.15％；Mo：0.2％；S：0.008％；P：0.01％；余料为Fe。

优选地，在步骤S2中，将S1中得到的铸件在843-847℃，保温2.5小时，然后水淬，将淬火后的铸件升温至202-208℃进行回火处理，保温1.5小时后，移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。

优选地，在步骤S2中，将S1中得到的铸件在845℃，保温2.5小时，然后水淬，将淬火后的铸件升温至205℃进行回火处理，保温1.5小时后，移入缓冷坑缓慢冷却到室温，得到耐磨钢球成品。

在本发明中，通过对钢球的成分设计和制备工艺进行了优化，提高了高碳耐磨钢球的综合性能，并使得钢球具有高耐磨、高使用寿命的优点。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。

实施例1

一种高碳耐磨钢球，其各组分的重量百分数如下：

C：1.14％；Si：0.3％；Cr：0.45％；Mn：1.4％；Ti：0.025％；Al：0.15％；Mo：0.2％；S：0.008％；P：0.01％；余料为Fe；