专利名称：锻钢球加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锻钢球加工工艺方法，尤其是涉及一种生产矿山磨矿用钢球时采用的锻 钢球加工工艺。
背景技术：
锻钢球广泛用于冶金、有色、化工、建材、热电厂等球磨机上，专利号为ZL96102787.8 的专利，其生产锻钢球的加工工艺包括选择钢坯、热切下料、煤燃烧加热钢坯、空气锤模 锻、预冷、淬火、回火、空冷、洗球和入库。钢坯含碳O. 78 0. 90%、硅O. 75 0. 85%、锰 0. 85 0. 95%、硫小于或等于O. 05%、磷小于或等于O. 05%。该工艺方法具有以下缺点采 用热切下料，容易造成钢球过烧引起表面脱碳现象；采用燃煤方式对钢球进行加热是由外部 向内部传热，其加热时间和温度难以控制(加热时间一般为3 5个小时)，且容易造成污染 ，加热出来的成品率较低；钢球在淬火时水温低于3(TC，容易造成钢球炸裂，破碎率高；而 现有钢球的成分组成决定了在淬火时，钢球不易一步淬火到钢球的芯部，不利于对晶体组织 的细化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在加工过程中，便于控制锻钢球质量的锻钢球加 工工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是锻钢球加工工艺，包括以下步骤a选择 钢坯；b切割下料；c空气锤断料；d将钢坯加热到105(TC 115(rC; e空气锤模锻；f预冷已 锻打成型的钢球；g采用温水对预冷后的钢球进行淬火；h采用液体介质回火，回火温度180 240°C，时间3 10小时；i空冷至室温，其特征是步骤d中采用中频感应电炉进行加热， 步骤g中采用30。C 6(TC的温水。
进一步的是，所述钢坯含碳O. 7 0. 95%、硅O. 11 1.25%、锰O. 75 0. 95%、硫小于 或等于0.035%、磷小于或等于O. 035%、钒O. 07 0. 12%及其它合金。
进一步的是，在空冷到室温以后，在搅拌机中加沙对钢球表面残余介质进行清洗，选出 破球。
作为优选的技术方案，在步骤b中采用等离子切割机冷切下料。 作为优选的技术方案，在步骤f中将已锻打成型的钢球预冷到至730 83(TC 。作为优选的技术方案，在步骤h中的回火液体介质采用熔化的沥青、50号 100号机械油 、H2回火油、硝酸钾或硝酸钠溶液。
作为优选的技术方案，在步骤f中预冷已锻打成型的钢球是在具有通孔的铁板上进行预冷。
本发明的有益效果是采用中频感应电炉对钢坯进行加热，使得钢坯由内部向外部传热 ，可有效防止钢坯过烧，从而可大大降低钢球的破碎率，并可大大縮短加热时间，在加热温 度和加热时间上均易控制；而在钢坯中加入微量的钒，可使钢球在淬火时， 一步到位淬火到 芯部，利于细化钢球内部的晶体组织；采用该工艺方法可生产含碳量为0.7 0.95%、硅 0. 11 1.25%的钢坯，可用钢坯的范围可大大增加，且生产出的钢球其表面硬度均可达到 HRC50 64，芯部硬度达到HRC40 50，冲击韧性表面可达到12J/cm2，芯部为15J/cm2，而在 选矿时，钢球磨耗可降低30 75%，大大提高使用寿命，尤其适合在磨矿用钢球的生产加工 中推广使用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。 本发明的锻钢球加工工艺，包括以下步骤
a选择钢坯；选择含碳量为O. 7 0. 95%、硅O. 11 1.25%、锰O. 75 0. 95%、硫小于或 等于0.035%、磷小于或等于0.035%、钒0.07 0. 12%及其它合金的钢坯，若有混合钢坯， 需去除；同时钢坯中存在重金属偏析、有"硬芯"或裂纹的也应选尽，且钢坯中氢含量小于 百万分之三，避免造成破球。另外在钢坯中加入0.07 0. 12%的钒，可使钢球在淬火时，一 步到位淬火到芯部，利于细化钢球内部的晶体组织。
b切割下料；得到一个钢球所需的钢坯。最好采用等离子切割机冷切下料，避免采用热 切下料形成的坯料表面脱碳现象，并且等离子切割机切割可使切割环境干净，无污染。
c空气锤断料；可使锻出的钢球直径在允许的公差范围之内。
d将钢坯加热到105(TC 115(rC;加热过程中采用中频感应电炉进行加热，使钢坯由内 部向外部传热，钢坯由内至外的温度可控制在105(TC 115(rC，可有效防止钢球过烧，从而 可大大降低钢球的破碎率。加热时，直径在80mm以下的钢球7 8秒每两个，100mm以上的钢 球9 16秒每个，加热时间大大縮短，由原每8小时生产3 4吨钢球提高到每8小时生产12吨 以上的钢球。
e空气锤模锻；使钢球得到很好的致密度和圆度，在模锻时，直径50mm以下的钢球采用 65KG空气锤，60 100mm的钢球采用150KG空气锤，110 125mm的钢球采用250KG空气锤，130mm以上的钢球用650KG空气锤。
f预冷已锻打成型的钢球；在上步中，钢球始锻温度在115(TC以内，终锻温度在88(TC以 上，须将钢球从88(TC预冷至730 83(rC再入水淬火。而预冷最好在具有通孔的铁板上进行 预冷，便于钢球的整体温度预冷到730 83(TC 。
g采用温水对预冷后的钢球进行淬火；根据球径的大小，淬火池应有足够的容量；水要 长流，为节约用水，水要求反复循环使用；淬火池的长度要求10米以上；由于同一个钢球硬 度不均匀，磨矿中钢球会变成凹形球，对磨矿会造成极大的影响，在淬火池中放一个低速旋 转的滚筒式淬火装置，这样可以大大提高钢球的整体硬度；温水的温度控制在3(TC 6(rC， 淬火温度低于3(TC，钢球容易炸裂，破碎率高，高于6(TC，钢球硬度又不能达到要求；另外 ，淬火介质最好采用清水，不能有肥皂水、洗衣粉水或油类杂质混入，以避免水质恶化。
h采用液体介质回火，回火温度180 24(TC，时间3 10小时；钢球淬火后产生的内应力 ，通过回火消除。回火温度根据钢中硅的含量而定，将回火温度限定在180 24(TC，回火时 间3 10小时；回火介质将常用的空气介质改为液体介质，例如熔化的沥青、50号 100号机 械油、H2回火油、硝酸钾或硝酸钠溶液等。而在回火容器中加热回火介质时，由煤加热改为 电加热管加热，并采用仪表控制温度和时间，彻底解决煤加热的随意性，利于控制回火时间 和回火温度；加热时回火容器加盖密封，防止有害气体污染空气，加热过程中所排放的气体 通过抽风机抽入循环管道，并通入水池中冷却，可将回火介质回收利用，既解决了污染，又 降低了成本。采用该回火工艺后，钢球的表面硬度均可达到HRC50 64，芯部硬度达到HRC40 50，金相组织为回火马氏体和贝氏体的复相组织，质量稳定，冲击韧性好，抗酸、耐腐蚀 、耐热、耐磨。
i空冷至室温。在回火时间达到后，将钢球从回火容器中取出空冷至室温。 为提高钢球的质量，在空冷到室温以后，在搅拌机中加沙对钢球表面残余介质进行清洗 ，选出破球。在经过该步后，钢球在球磨机中运转时正圆率高，无破球，可达到提高选矿厂 的磨矿浓度和细度，提高精矿的回收率、磨机的台时处理量和运转率，降低单耗、节约能源 和达到降低磨矿成本的目的。
实施例l:选取碳含量为0.7%、硅O. 11%、锰0.75%、钒0.07%及其它合金的钢坯；用 等离子切割机冷切下料；空气锤断料；采用中频感应电炉对钢坯加热到105(TC;空气锤模锻 ;预冷已锻打成型的钢球至83(TC;采用3(TC的温水对预冷后的钢球进行淬火；采用液体介 质回火，回火温度为18(TC，时间3小时；空冷至室温；在搅拌机中加沙对钢球表面残余介质
进行清洗，选出破球。经过该工艺后，钢球的表面硬度达到HRC50 52，芯部硬度达到HRC40 42，冲击韧性表面达到12J/cm2，芯部为15J/cm2，而在选矿中使用时，钢球磨耗可降低30 75%，质量合格。
实施例2:选取碳含量为O. 85%、硅O. 60%、锰O. 85%、钒O. 09%及其它合金的钢坯； 用等离子切割机冷切下料；空气锤断料；采用中频感应电炉对钢坯加热到110(TC;空气锤模 锻；预冷已锻打成型的钢球至85(TC;采用4(TC的温水对预冷后的钢球进行淬火；采用液体 介质回火，回火温度为22(TC，时间7小时；空冷至室温；在搅拌机中加沙对钢球表面残余介 质进行清洗，选出破球。经过该工艺后，钢球的表面硬度达到HRC52 54，芯部硬度达到 HRC42 44，冲击韧性表面达到12J/cm2，芯部为15J/cm2，而在选矿中使用时，钢球磨耗可 降低30 75%，质量合格。
实施例3:选取碳含量为0.95%、硅1.25%、锰0.95%、钒O. 12 %及其它合金的钢坯； 用等离子切割机冷切下料；空气锤断料；采用中频感应电炉对钢坯加热到115(TC;空气锤模 锻；预冷已锻打成型的钢球至88(TC;采用6(TC的温水对预冷后的钢球进行淬火；采用液体 介质回火，回火温度为24(TC，时间10小时；空冷至室温；在搅拌机中加沙对钢球表面残余 介质进行清洗，选出破球。经过该工艺后，钢球的表面硬度达到HRC58 62，芯部硬度达到 HRC44 50，冲击韧性表面达到12J/cm2，芯部为15J/cm2，而在选矿中使用时，钢球磨耗可 降低30 75%，质量合格。
权利要求
1. 锻钢球加工工艺，包括以下步骤a选择钢坯；b切割下料；c空气锤断料；d将钢坯加热到1050℃～1150℃；e空气锤模锻；f预冷已锻打成型的钢球；g采用温水对预冷后的钢球进行淬火；h采用液体介质回火，回火温度180～240℃，时间3～10小时；i空冷至室温，其特征是步骤d中采用中频感应电炉进行加热，步骤g中采用30℃～60℃的温水。
2,如权利要求l所述的锻钢球加工工艺，其特征是所述钢坯含碳 0. 7 0. 95%、硅O. 11 1.25%、锰O. 75 0. 95%、硫小于或等于O. 035 % 、磷小于或等于 0.035%、钒O. 07 0. 12%及其它合金。
3,如权利要求1或2所述的锻钢球加工工艺，其特征是在i步骤中， 空冷到室温以后，在搅拌机中加沙对钢球表面残余介质进行清洗，选出破球。
4,如权利要求1或2所述的锻钢球加工工艺，其特征是在步骤b中采 用等离子切割机冷切下料。
5,如权利要求1或2所述的锻钢球加工工艺，其特征是在步骤f中将 已锻打成型的钢球预冷到至730 83(TC 。
6,如权利要求1或2所述的锻钢球加工工艺，其特征是在步骤h中的 回火液体介质采用熔化的沥青、50号 100号机械油、H2回火油、硝酸钾或硝酸钠溶液。
7,如权利要求1或2所述的锻钢球加工工艺，其特征是在步骤f中预 冷已锻打成型的钢球是在具有通孔的铁板上进行预冷。
全文摘要
本发明公开了一种锻钢球加工工艺，具有在加工过程中，便于控制锻钢球质量的特点。该锻钢球加工工艺，包括a.选择钢坯；b.切割下料；c.空气锤断料；d.采用中频感应电炉对钢坯加热到1050℃～1150℃；e.空气锤模锻；f.预冷已锻打成型的钢球；g.采用30℃～60℃的温水对预冷后的钢球进行淬火；h.采用液体介质回火，回火温度180～240℃，时间3～10小时；i.空冷至室温。采用该工艺方法，可使用钢坯的范围可大大增加，生产过程便于控制；且生产出的钢球表面硬度均可达到HRC50～64，芯部硬度达到HRC40～50，钢球磨耗可降低30～75％，大大提高使用寿命，适合在磨矿用钢球的生产加工中推广使用。
文档编号C21D1/18GK101264507SQ200810301478
公开日2008年9月17日 申请日期2008年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者机 刘 申请人:机 刘