CN102418044B - 一种钢球用钢及制造该钢球的方法 - Google Patents

一种钢球用钢及制造该钢球的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢球用钢及制造该钢球的方法。所述制造钢球的方法包括步骤:冶炼钢水;采用炉外精炼工艺处理钢水,得到的钢水按重量百分比计由0.90%~1.00%的C、0.30%~1.00%的Si、0.80%~1.20%的Mn、0.40%~0.70%的Cr、0.01%~0.05%的Ti、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成;浇铸;轧制;切割形成钢球坯;加热钢球坯,然后锻造;淬火,回火,随后进行空冷及精整处理,得到钢球。本发明的钢球抗磨损性能高,强韧性良好,在使用过程中不破圆、不失圆,使用寿命长。

Description

一种钢球用钢及制造该钢球的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及钢铁冶金及成型技术领域,更具体地讲,涉及一种用于生产具有良好强韧性和耐磨性并且生产成本低的钢球的钢以及制造该钢球的方法。
背景技术
[0002]目前,球磨机是众多工业领域(例如,采矿、冶金、煤炭、建材、化工、电力等)中粉碎固体物料的主要设备。钢球作为球磨机中的重要研磨部件,其性能的优劣将直接决定粉料的质量及球磨效率。例如,在采矿或冶金领域中,在研磨过程中,球磨机通过钢球与矿石间的撞击与反复摩擦,将矿石破碎。为了提高破碎效率和钢球的耐用度,需要钢球表面有足够的硬度和耐磨度。同时,在研磨过程中,钢球与磨料、钢球与衬板以及钢球与钢球之间发生的冲撞不可避免,因此,还要求钢球有一定的韧性,避免破球。钢球的工作环境决定了传统的热轧态钢球难以满足要求,需对钢球进行淬火处理,以提高硬度;同时,为消除淬火钢球内部过大的内应力,需对钢球进行回火处理。当前,随着世界钢铁工业的快速发展,对矿石等原料的需求逐年攀升。资料显示,2010年,仅我国选矿行业钢球消耗量就超过200万吨。因此,研制高性能钢球产品,特别是直径不小于80mm的钢球,降低单耗,提高钢球质量及使用寿命具有重要意义。
[0003] 在现有技术中,为避免钢球出现脆质相渗碳体,在淬火及使用过程中开裂,多采用碳含量在0.90wt%以下的设计方案,同时为提高钢球的淬透性及强韧性能,在提高S1、Mn含量的同时,大量添加Cr、Mo、Cu、N1、Al等贵重合金元素,一方面导致钢球成本显著增加;另一方面,合金元素在发挥有利作用的同时也无法规避有害作用,例如过高的Cr将增加钢的脆性,钢中含Cu易于导致钢球轧制及淬火过程开裂等,存在一定不足。
[0004] 因此,亟需一种制造 成本低且同时具有良好强韧性及耐磨损性能的钢球产品,以满足球磨处理的工业需求。
发明内容
[0005] 针对现有技术中存在的上述不足,本发明对钢球的化学成分及制备工艺进行了优化设计,从而得到了一种具有良好强韧性和耐磨损性能同时生产成本低廉的钢球。本发明的钢球可广泛应用于大型黑色及有色金属的球磨领域。
[0006] 本发明的一方面提供了一种钢球用钢,所述钢球用钢的化学成分按重量百分比计由 0.90% 〜1.00% 的 C、0.30% 〜1.00% 的 S1、0.80% 〜1.20% 的 Μη、0.40% 〜0.70%的Cr、0.01%〜0.05%的T1、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成。优选地,所述钢球用钢按重量百分比计由0.90%〜0.95% 的 C、0.50%〜0.80% 的 S1、0.90%〜L 10% 的 Μη、0.50%〜0.65% 的 Cr、0.02%〜
0.04%的T1、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成。
[0007] 本发明的另一方面提供了一种制造钢球的方法,所述方法包括依次进行的以下步骤:冶炼钢水;采用炉外精炼工艺处理钢水,得到的钢水按重量百分比计由0.90%〜
1.00% 的 C、0.30%〜1.00% 的 S1、0.80%〜1.20% 的 Μη、0.40%〜0.70% 的 Cr、0.01%〜0.05%的T1、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成;浇铸以形成铸坯;加热铸坯,然后轧制;切割经轧制后的铸坯,形成钢球坯;将钢球坯加热至90(TC〜950°C并保温15min〜25min,然后将钢球坯迅速加热至1100°C〜1150°C,锻造钢球坯;将经锻造后的钢球坯空冷至780°C〜820°C,然后将钢球坯以连续滚动的方式在温度为30°C〜50°C的水中淬火,待钢球坯表层温度为80°C〜140°C后,再将钢球还置于温度为200°C〜240°C的机械油中回火,回火3h〜6h后取出,随后进行空冷及精整处理,得到钢球。
[0008] 根据本发明另一方面的制造钢球的方法,其中,所述采用炉外精炼工艺处理钢水的步骤包括依次进行的钢包精炼工序和真空循环脱气工序。
[0009] 根据本发明另一方面的制造钢球的方法,其中,所述采用炉外精炼工艺处理钢水的步骤得到的钢水按重量百分比计由0.90%〜0.95%的C、0.50%〜0.80 %的S1、0.90%〜1.10% 的 Μη、0.50%〜0.65% 的 Cr、0.02%〜0.04% 的 T1、不多于 0.025% 的 P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成。
[0010] 根据本发明另一方面的制造钢球的方法,其中,所述加热钢球坯然后锻造钢球坯的步骤是通过燃烧煤气将钢球坯加热至900°C〜950°C,然后采用中频或工频感应加热将钢球坯迅速加热至1100°C〜1150°C。
[0011] 根据本发明另一方面的制造钢球的方法,其中,所述将钢球坯以连续滚动的方式在温度为30°c〜50°C的水中淬火的步骤通过蛇形路线或具有预定坡度的路径来使钢球坯实现连续滚动。
[0012] 根据本发明另一方 面的制造钢球的方法,其中,所述温度为30°C〜50°C的水与水循环冷却装置或散热装置连接,以确保水温恒定保持在30°C〜50°C的范围内。
[0013] 根据本发明另一方面的制造钢球的方法,其中,所述方法还可包括在加热铸坯然后轧制的步骤之前将铸坯表面冷却至100°c以下然后采用火焰清理铸坯表面缺陷的步骤。
[0014] 与现有技术相比,本发明的钢球具有良好的强韧性指标和耐磨性能,同时,由于未采用添加V、Mo、Cu、Ni等贵重合金元素,生产成本显著降低,基本上可部分替代球磨机中使用的高合金钢球。
附图说明
[0015] 图1示出了根据本发明的制造钢球的方法的锻造及热处理工艺图。
具体实施方式
[0016] 在下文中,将结合附图和示例性实施例来描述本发明的钢球用钢及制造该钢球的方法。
[0017] 根据本发明一方面的钢球用钢的化学成分按重量百分比计由0.90%〜1.00%的C、0.30%〜1.00% 的 S1、0.80%〜1.20% 的 Μη、0.40%〜0.70% 的 Cr、0.01%〜0.05% 的T1、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成。优选地,本发明的钢球用钢按重量百分比计由0.90 %〜0.95 %的C、0.50 %〜0.80%的 S1、0.90%〜1.10%的 Μη、0.50%〜0.65%的 Cr、0.02%〜0.04%的 T1、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成。
[0018] 下面,首先说明根据本发明的钢球的化学成分限定在上述范围的原因。
[0019] C元素是使钢球获得适宜强度、硬度及耐磨性能的一种最重要也是最廉价的元素。在根据本发明的钢球中,在不添加Mo、Cu、N1、Al等贵重合金元素的前提下,当C含量小于0.90%时,钢球的耐磨损性能难以显著提高,导致使用中过快磨损,降低使用寿命。即使如此,超过共析含量(0.77%)的C在淬火过程中开裂的倾向性仍较强。为此,在钢中添加与C产生细小TiC颗粒的Ti元素和中等碳化物形成元素Cr元素,同时配合本发明中的加热及热处理工艺,避免淬火开裂现象。同时,添加Ti元素还有助于提高钢球的韧塑性特别是冲击韧性。当C含量大于1.00%时,钢球强硬度有余而韧塑性不足,无法满足使用要求。因此,本发明中C含量限定在0.90%〜1.00%之间,作为优选的方案,C含量限定在0.90%〜
0.95%之间。
[0020] Si元素作为钢的主要添加元素,能够以固溶形式存在于铁素体和奥氏体中,从而提高钢中组织的强度。根据本发明的钢球中,当钢中Si含量小于0.30%时,固溶量偏低将导致强化效果不明显;同时,不利于回火过程中抵抗硬度的降低,特别是不利于大直径钢球实现全面硬化;当Si含量大于1.00%时,将使钢的塑性和延展性降低,不利于锻造工序的实施。因此,本发明中Si含量限定在0.30%〜1.00%之间。作为优选的方案,Si含量限定在0.50%〜0.80%之间。
[0021] Mn元素可以和Fe形成固溶体,提高铁素体和奥氏体的强度,同时,可提高钢的淬透性,减少钢球表层和心部的硬度差。当Mn含量小于0.80 %时,强化效果不理想,对于大直径钢球,在淬火过程中无法硬化心部;当Mn含量大于1.20%时,Mn进入渗碳体可部分替代Fe原子,增加碳化物的硬度,将导致钢球强硬有余而韧塑不足,不利于提高钢球的使用寿命。因此,本发明的 钢球中Mn含量限定在0.80%〜1.20%之间。作为优选的方案,Mn含量限定在0.90%~ 1.10%之间。
[0022] Cr元素能够与Fe形成连续固溶体并能够与C形成多种碳化物,是钢中常用的合金强化元素之一,与V、Nb、Cu、N1、Mo相比,Cr最大的优势是成本低。Cr能均匀钢中碳化物的分布,改善钢材的磨损性能;同时,Cr能显著提高钢球的淬透性,有利于减少钢球心部与表层硬度的差距。此外,Cr还能够提高钢球的耐腐蚀性,对于矿山用湿法磨球有重要意义。当Cr含量小于0.40%时,其在钢中的作用有限,钢球无法获得较高的磨损性能;当Cr含量大于0.70%时,将恶化钢球的韧性,在使用中易出现破球。因此,本发明的钢球中Cr含量限定在0.40%〜0.70%之间。作为优选的方案,Cr含量限定在0.50%〜0.65%之间。
[0023] Ti元素在钢中的主要作用是细化在加热、轧制及冷却时奥氏体的晶粒,最终增加组织的韧塑性和刚度。在根据本发明的钢球中,当Ti含量大于0.05%时,一方面由于Ti是强碳氮化物形成元素,产生的TiC/TiN偏多将使钢球硬度过高;另一方面,偏多的TiC/TiN将偏聚富集形成粗大碳氮化物,这不仅降低韧塑性,还使得钢球在冲击载荷作用下接触面易于开裂并导致破裂。在根据本发明的钢球中,当Ti含量小于0.01%时,形成的碳氮化物数量有限,难以发挥作用。因此,在本发明的钢球中,Ti含量限定在0.01%〜0.05%之间。作为优选的方案,Ti含量限定在0.02%〜0.04%之间。
[0024] 下面,将结合附图和示例性实施例来描述本发明的制造钢球的方法。图1示出了根据本发明的制造钢球的方法的锻造及热处理工艺图。
[0025] 根据本发明另一方面的制造钢球的方法包括依次进行的以下步骤:冶炼钢水;采用炉外精炼工艺处理钢水,得到的钢水按重量百分比计由0.90%〜1.00%的C、0.30%〜
1.00%的 S1、0.80%〜1.20%的 Μη、0.40%〜0.70%的 Cr、0.01%〜0.05%的 T1、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成;浇铸以形成铸坯;加热铸坯,然后轧制;切割经轧制后的铸坯,形成钢球坯;将钢球坯加热至900°C〜950°C并保温15min〜25min,然后将钢球坯迅速加热至1100°C〜1150°C,锻造钢球坯;将经锻造后的钢球坯空冷至780V〜820°C,然后将钢球坯以连续滚动的方式在温度为30°C〜50°C的水中淬火,待钢球坯表层温度为80°C〜140°C后,再将钢球坯置于温度为200°C〜240°C的机械油中回火,回火3h〜6h后取出,随后进行空冷及精整处理,得到钢球。
[0026] 在一个示例中,本发明的制造钢球的方法也可以通过依次进行的以下步骤来实现:
[0027] ①钢水冶炼
[0028] 采用转炉或电炉来冶炼钢水。
[0029] ②炉外LF炉精炼及真空处理
[0030] 转炉或电炉出钢后经炉后平台吹氩搅拌后送至钢包精炼炉(即,LF炉)加热,调节钢水温度、调整化学成分、降低钢水中有害元素含量。达到目标值后出站送真空循环脱气炉(B卩,RH炉)真空处理,进一步调整化学成分,降低钢中气体元素含量特别是H含量,确保出站钢水[H] <2.0ppm,以避免白点及氢致裂纹的出现导致钢球在使用中的过早破裂。最终得到钢水的成分为:0.90%〜`1.00%的C、0.30%〜1.00%的510.80%〜1.20%的Mn、
0.40%〜0.70%的 Cr、0.01%〜0.05%的 T1、不多于 0.025%的 P、不多于 0.025%的 S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质。
[0031 ] ③方坯浇铸及铸坯清理
[0032] 将满足上述步骤②所述化学成分的钢水送至六机六流连铸机进行浇铸,按定尺要求切割铸坯,待铸坯缓冷至100°c以下后采用火焰清理表面缺陷。
[0033] ④方钢轧制
[0034] 采用步进式加热炉将铸坯加热至1200°C〜1300°C,保温一定时间后采用950、800或850轧机将铸还轧制为60mmX60mm〜80mmX80mm方钢,并按定尺切割后空冷至室温。
[0035] ⑤钢球坯下料
[0036] 采用等离子切割机根据钢球规格将方钢加工成钢球坯,下料时考虑因氧化皮等造成的约3%的损耗。
[0037] ⑥对钢球坯进行二段连续加热
[0038] 所谓二段连续加热是指,将钢球坯采用煤气缓慢加热至其奥氏体相区温度,通常为900 0C〜9500C,保温15min〜25min后取出,然后迅速采用中频或工频感应加热装置将钢球坯加热至1100°C〜1150°C后取出锻造,如图1所示。
[0039] 采用二段连续加热具有如下有益效果。首先,奥氏体晶粒度对马氏体转变有显著影响,在加热过程中,奥氏体晶粒随保温温度的升高及保温时间的延长而长大,当加热温度处于奥氏体相区附近温度时,晶粒长大不明显。因此,在该段采用煤气缓慢加热的方式;当温度继续提高时,晶粒长大明显,采用感应加热的方式避免晶粒过大对最终钢球性能带来不利影响。另一方面,钢中添加Ti元素的目的同样为避免奥氏体晶粒的长大,Ti与钢中的C、N形成细小的Ti的碳氮化物,弥散地分布在奥氏体基体上,也可避免晶粒长大,细化晶粒,提高钢球性能。此外,由于本发明中C含量较高,如一直采用煤气缓慢升温至1150°C的加热方法,将导致冷却过程中产生渗碳体并沿晶界析出,由于渗碳体为脆质相,在使用过程中,渗碳体偏聚将成为薄弱环节,率先开裂并最终导致钢球破裂,无法使用。因此,在高温段采用快烧的工艺对抑制渗碳体的析出效果显著。如果钢球坯从室温状态一直采用感应加热的方式,一方面,由于感应加热需消耗大量的电能,钢球生产成本显著增加;另一方面,感应加热的特点是表层迅速升温,通过热传递传至球心部位,如果球心部位与表层温度不均匀,将导致应力分布不均,不利于锻造工序的实施及最终钢球的性能的提高。
[0040] ⑦锻造钢球
[0041] 将高温钢球取出置于锻造台架上,采用200kg〜500kg空气锻锤根据所需规格模锻成钢球,锻造过程需保证各部分均匀变形。
[0042] ⑧对钢球进行淬火
[0043] 通常,钢球的终锻温度约为950°C。然而,对于不同规格钢球,终锻温度有所差异。参照图1,将钢球置于有孔的台架上空冷,待表层温度降至780°C〜820°C之间时投入温度为30°C〜50°C的清水中淬火。为保证淬火均匀性,避免钢球周围因水的气化降低冷却速度,淬水槽需配有水循环冷却装置或散热装置,以确保水温始终保持在30°C〜50°C的范围内。如果水温高于50°C,则导致钢球硬度偏低,无法满足使用要求;如果水温低于30°C,则钢球易破裂。同时,钢球在水中的行走路径需有一定坡度,以保证钢球连续缓慢滚动。如果场地有限,也可采用蛇形路线。当钢球表层温度降至80°C〜140°C时将钢球从水中取出。水中钢球表层温度可以通过多种方式得到。例如,水中钢球表层温度可以根据在上述条件下通过实验确定淬火时间与钢球表层温度的对应关系来确定。
[0044] ⑨对钢球进行回火
[0045] 参照图1,取出后的钢球由于球心部位温度较高,可实现自回火效应,将钢球迅速置于温度为200〜240°C的机械油(例如,50〜100#机械油)中回火,回火时间为3h〜6h,避免钢球因淬火产生的开裂现象,造成废球。
[0046] ⑩钢球精整
[0047] 对经回火处理并空冷至室温的钢球进行表面清理、破球遴选等即得到成品钢球。
[0048] 下面,将结合具体的示例来更详细地描述本发明。
[0049] 示例 I
[0050] 采用转炉冶炼钢水,然后进行LF炉精炼、真空处理、方坯连铸、铸坯清理、铸坯加热、方钢轧制及定尺锯切后,得到钢球坯。钢球坯的具体成分为:c:0.94%,Si:0.75%,Mn:1.00%,Cr:0.62%, Ti:0.022%, P:0.022%, S:0.024%, [H]:2.0ppm 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。采用煤气加热炉将钢球坯料缓慢升温至920°C并保温ISmin后取出,迅速进行工频感应加热至1110°C,然后模锻成直径为80mm的钢球。待钢球表层温度降至800°C时投入38°C清水中滚动淬火70s (此时,表面温度为120°C )后,迅速投入220°C的50#机械油中回火,回火时间4h,然后,将钢球取出精整。经检验,本示例的钢球的表面硬度为62〜64HRC,球心硬度为53〜55HRC,1/2半径处无缺口冲击值为13J,球心部位冲击值为15J,对应铁矿磨耗的耐磨性能为410克/吨(S卩,g/t)。
[0051]示例 2
[0052] 采用转炉冶炼钢水、然后进行LF炉精炼、真空处理、方坯连铸、铸坯清理、铸坯加热、方钢轧制及定尺锯切后,得到钢球坯。钢球坯的具体成分为:c:0.91%,Si:0.65%,Mn:
0.95%,Cr:0.60%, Ti:0.020%,P:0.025%, S:0.022%, [H]:2.0ppm 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。采用煤气加热炉将钢球坯料缓慢升温至900°C并保温20min后取出,迅速进行工频感应加热至1150°C,然后模锻成直径为IOOmm的钢球。待钢球表层温度降至800°C时投入40°C清水中滚动淬火90s (此时,表面温度105°C )后,迅速投入220°C的50#机械油中回火,回火时间4h,然后,将钢球取出精整。经检验,本示例的钢球的表面硬度为60〜63HRC,球心硬度为52〜54HRC,1/2半径处无缺口冲击值为13J,球心部位冲击值为15J,对应铁矿磨耗的耐磨性能为419g/t。
[0053] 示例 3
[0054] 采用转炉冶炼钢水、然后进行LF炉精炼、真空处理、方坯连铸、铸坯清理、铸坯加热、方钢轧制及定尺锯切后,得到钢球坯。钢球坯的具体成分为:c:0.99%,Si:0.35%,Mn:
1.18%,Cr:0.68%, Ti:0.048%,P:0.020%, S:0.025%, [H]:2.0ppm 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。采用煤气加热炉将钢球坯料缓慢升温至950°C并保温25min后取出,迅速进行工频感应加热至1130°C,然后模锻成直径为120mm的钢球。待钢球表层温度降至820°C时投入45°C清水中滚动淬火115s (此时,表面温度120°C )后,取出迅速投入200°C的100#机械油中回火,回火时间6h,然后,将钢球取出精整。经检验,本示例的钢球的表面硬度为60〜62HRC,球心硬度为53〜54HRC,1/2半径处无缺口冲击值为12J,球心部位冲击值为13J,对应铁矿磨耗的耐磨性 能为421g/t。
[0055] 示例 4
[0056] 采用转炉冶炼钢水、然后进行LF炉精炼、真空处理、方坯连铸、铸坯清理、铸坯加热、方钢轧制及定尺锯切后,得到钢球坯。钢球坯的具体成分为:c:0.90%,Si:0.78%,Mn:
0.95%,Cr:0.55%, T1:0.025%,P:0.020%, S:0.025%, [H]:2.0ppm 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。采用煤气加热炉将钢球坯料缓慢升温至940°C并保温ISmin后取出,迅速进行工频感应加热至1130°C,然后模锻成直径为80mm的钢球。待钢球表层温度降至810°C时投40°C清水中滚动淬火65s (此时,表面温度125°C )后,迅速投入220°C的50#机械油中回火,回火时间4h,然后,将钢球取出精整。经检验,本示例的钢球的表面硬度为61〜63HRC,球心硬度为52〜55HRC,1/2半径处无缺口冲击值为14J,球心部位冲击值为15J,耐磨性能检验结果为432g/t (对应铁矿磨耗)。
[0057]示例 5
[0058] 采用转炉冶炼钢水、然后进行LF炉精炼、真空处理、方坯连铸、铸坯清理、铸坯加热、方钢轧制及定尺锯切后,得到钢球坯。钢球坯的具体成分为:c:0.91%,Si:0.32%,Mn:
0.83%,Cr:0.42%, Ti:0.012%,P:0.020%, S:0.025%, [H]:2.0ppm 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。采用煤气加热炉将钢球坯料缓慢升温至920°C并保温15min后取出,迅速进行工频感应加热至1100°C,然后模锻成直径为IOOmm的钢球。待钢球表层温度降至784°C时投入32°C清水中滚动淬火105s (此时,表面温度83°C )后取出,迅速投入200°C的50#机械油中回火,回火时间6h,然后,将钢球取出精整。经检验,本示例的钢球的表面硬度为60〜64HRC,球心硬度为52〜54HRC,1/2半径处无缺口冲击值为12J,球心部位冲击值为14J,耐磨性能检验结果为408g/t (对应铁矿磨耗)。
[0059]示例 6
[0060] 采用转炉冶炼钢水、然后进行LF炉精炼、真空处理、方坯连铸、铸坯清理、铸坯加热、方钢轧制及定尺锯切后,得到钢球坯。钢球坯的具体成分为:c:0.90%,Si:0.72%,Mn:
1.02%,Cr:0.60%, Ti:0.018%,P:0.025%, S:0.025%, [H]:2.0ppm 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。采用煤气加热炉将钢球坯料缓慢升温至900°C并保温20min后取出,迅速进行工频感应加热至1150°C,然后模锻成直径为120mm的钢球。待钢球表层温度降至800°C时投入45°C清水中滚动淬火IlOs (此时,表面温度118°C )后取出,迅速投入240°C的50#机械油中回火,回火时间3h,然后,将钢球取出精整。经检验,本示例的钢球的表面硬度为59〜62HRC,球心硬度为52〜53HRC,1/2半径处无缺口冲击值为14J,球心部位冲击值为15J,耐磨性能检验结果为434g/t (对应铁矿磨耗)。
[0061] 综上所述,本发明通过提高钢球中的碳含量,采用Cr、Ti复合微合金化的技术措施,同时配合特有的二段连续加热及淬火方式,克服了因碳含量升高导致钢球淬火易开裂以及表层渗碳体析出影响钢球使用寿命的难点,实现了钢球的稳定生产。本发明的钢球具有良好的强韧性指标和耐磨性能,同时,由于未采用添加V、Mo、Cu、Ni等贵重合金元素,生产成本显著降低,基本上可部分替代高合金钢球,取得了良好的应用效果。此外,本发明的钢球抗磨损性能高,在使用过程中不破圆、不失圆,使用寿命长。
[0062] 尽管上面已经结合附图和示例描述了本发明的钢球用钢及制造该钢球的方法,但是本领域技术人员应该清楚,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可以对以上描述进行各 种修改。

Claims (7)

1.一种制造钢球的方法,所述方法包括依次进行的以下步骤: 冶炼钢水; 采用炉外精炼工艺处理钢水,得到的钢水按重量百分比计由0.90%〜1.00%的C、0.30% 〜1.00% 的 S1、0.80% 〜1.20% 的 Μη、0.40% 〜0.70% 的 Cr、0.01% 〜0.05% 的T1、不多于0.025%的P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成; 浇铸以形成铸坯; 加热铸坯,然后轧制; 切割经轧制后的铸坯,形成钢球坯; 将钢球坯加热至900 °C〜950°C并保温15min〜25min,然后将钢球坯迅速加热至1100。。〜1150°C,锻造钢球坯; 将经锻造后的钢球坯空冷至780°C〜820°C,然后将钢球坯以连续滚动的方式在温度为30°C〜50°C的水中淬火,待钢球坯表层温度为80°C〜140°C后,再将钢球坯置于温度为2000C〜240°C的机械油中回火,回火3h〜6h后取出,随后进行空冷及精整处理,得到钢球。
2.根据权利要求1所述的制造钢球的方法,其特征在于,所述采用炉外精炼工艺处理钢水的步骤包括依次进 行的钢包精炼工序和真空循环脱气工序。
3.根据权利要求1所述的制造钢球的方法,其特征在于,所述采用炉外精炼工艺处理钢水的步骤得到的钢水按重量百分比计由0.90 %〜0.95%的C、0.50 %〜0.80 %的S1、0.90%〜1.10% 的 Μη、0.50%〜0.65% 的 Cr、0.02%〜0.04% 的 T1、不多于 0.025% 的 P、不多于0.025%的S、不多于2.0ppm的[H]、余量的Fe和不可避免的杂质组成。
4.根据权利要求1所述的制造钢球的方法,其特征在于,所述加热钢球坯然后锻造钢球坯的步骤是通过燃烧煤气将钢球坯加热至900°C〜950°C,然后采用中频或工频感应加热将钢球坯迅速加热至1100°C〜1150°C。
5.根据权利要求1所述的制造钢球的方法,其特征在于,所述将钢球坯以连续滚动的方式在温度为30°C〜50°C的水中淬火的步骤通过蛇形路线或具有预定坡度的路径来使钢球坯实现连续滚动。
6.根据权利要求1所述的制造钢球的方法,其特征在于,所述温度为30°C〜50°C的水与水循环冷却装置或散热装置连接,以确保水温恒定保持在30°C〜50°C的范围内。
7.根据权利要求1所述的制造钢球的方法,其特征在于,所述方法还包括在加热铸坯然后轧制的步骤之前将铸坯表面冷却至100°c以下然后采用火焰清理铸坯表面缺陷的步骤。
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