锻造低成本高性能大规格磨球用钢及其生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108950385A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810702989.9(22)申请日2018.06.30(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号申请人钢诺新材料股份有限公司(72)发明人王宝奇蒲以松冯红喜黄龙霄宋孟超(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/20(2006.01)C21D8/00(2006.01)C21D1/18(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称锻造低成本高性能大规格磨球用钢及其生产方法(57)摘要一种低成本高性能大规格锻造磨球用钢，其化学成分的质量百分数为：C：0.58～0.72%、Mn：0.8～1.0%、Cr：0.6～0.8%、Si：0.6～0.9%、Al：0.01～0.06%、Cu≤0.2%、S≤0.025%、P≤0.025%，其余为铁和不可避免的杂质。本发明锻造磨球用钢采用电弧炉炼钢或转炉炼钢+炉外精炼+连铸+连轧工艺生产圆钢。采用本发明磨球用钢制造直径为130mm-150mm规格锻造磨球具有整体硬度(表面≥59HRC，芯部≥57HRC，体积硬度≥58HRC，耐磨性好，良好的抗冲击韧性，抗冲击破碎性能优良，破碎率低，组织细小且分布均匀，冲击疲劳寿命高，不易形状失效，生产成本低。CN108950385ACN108950385A权利要求书1/1页1.低成本高性能大规格锻造磨球用钢，其特征在于，其化学组成成分的质量百分数为：C:0.58～0.72%、Mn:0.8～1.0%、Cr:0.6～0.8%、Si:0.6～0.9%、Al:0.01～0.06%、Cu≤0.2%、S≤0.025%、P≤0.025%，其余为铁和不可避免的杂质。2.低成本高性能大规格锻造磨球用钢，其特征在于，其化学组成成分的质量百分数为：C:0.58～0.72%、Mn:0.8～1.0%、Cr:0.6～0.8%、Si:0.6～0.9%、Al:0.01～0.06%、Nb≤0.06%、Cu≤0.2%、S≤0.025%、P≤0.025%，其余为铁和不可避免的杂质。3.锻造低成本高性能大规格磨球用钢的生产方法，其特征在于，其工艺过程为：采用电弧炉或转炉炼钢+LF精炼+VD真空精炼+连铸，轧制成直径90mm以上的圆钢，其轧制比不低于15。4.用锻造低成本高性能大规格磨球用钢生产大规格磨球的方法，其特征在于，轧制圆钢→步进炉加热→棒剪机剪切成单球所需长度→数控锤粗锻→空气锤精锻→锻后冷却至800±10℃→水淬→出水空冷至室温→低温回火。2CN108950385A说明书1/6页锻造低成本高性能大规格磨球用钢及其生产方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及一种钢材，尤其是一种锻造低成本高性能大规格（130mm-150mm）磨球用钢。背景技术[0003]近年来，随着富矿资源的日渐枯竭，矿石品位的下降，能源费用的增长，降低生产成本和提高效益是世界各国矿山工业面临的一个严峻问题，而大型高效的半自磨机投入使用成为矿山企业解决以上问题的重要手段。目前，在很多大型金属矿山磨矿流程中采用大型半自磨流程日渐增多，而半自磨机相比球磨机来说筒体直径显著增大，直径达7m以上，有的甚至达到10m以上，与其配套的锻造磨球直径均在120mm以上，尤其是直径在130mm-150mm的大规格锻造钢磨球，市场需求量巨大。当前采用中高碳钢、低合金钢和中碳低合金钢所制的大规格锻造磨球普遍存在淬透性不足，耐磨性差，硬度低，破碎率高，生产成本高，磨球使用寿命短等问题，无法满足实际矿山生产要求。为了降低磨耗，提高磨矿效率，降低生产成本，对所制造的大规格磨球要求具有较高的淬透性，较高的体积硬度（≥58HRC），同时还要求磨球具有高的冲击疲劳寿命，10米落球疲劳寿命要求单颗钢球落球次数在5000次以上不出现破碎开裂现象，冲击功≥12J。为满足低成本高性能大规格锻造磨球用钢的要求采用较高的碳含量（0.58～0.72%），尽量减少合金元素的添加，特别是贵金属元素添加，来实现低成本高性能大规格磨球用钢的开发。虽然，国内外大规格锻造磨球用钢及磨球生产工艺有较多的报道，但存在着所用钢成分设计不合理，很难同时兼顾磨球有较高的硬度和必要的韧性，合金元素添加量和淬透性之间的关系以及生产成本过高等诸多问题。如文献（大直径锻球的制备工艺及其磨损性能研究,孙浩等,铸造技术,2011,32(6):863-865）报道的磨球用钢(wt%)C:0.4～0.6%，Si:1.5～2.5%，Mn:2.0～3.0%，Co≤0.5%，Mo≤0.25%，B≤0.005%，坯料采用中频感