專利名稱：：一種高碳錳鉻磨球用熱軋圓鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于合金結(jié)構(gòu)鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種球磨機(jī)磨球用熱軋圓鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
：耐磨材料的使用遍布冶金、礦山、建材、火電及機(jī)械行業(yè)的各個部門，種類多，數(shù)量大。高錳鋼耐磨件是長期以來普遍使用的磨球用料，已被國外淘汰的高錳鋼耐磨件占據(jù)我國使用量的很大比例，但在沖擊工況不大的情況下，其耐磨性和壽命得不到充分發(fā)揮，也即在低應(yīng)力沖擊磨料磨損條件下，高錳鋼耐磨件不能發(fā)揮材料性能優(yōu)勢，增加了不必要的生產(chǎn)成本。因此，根據(jù)磨損工況實際需要研究開發(fā)新型耐磨材料具有十分重要的意義。謝敬佩等著《耐磨鑄鋼及熔煉》一書表明中、高碳低合金耐磨鋼和中、高碳中合金耐磨鋼的研發(fā)逐漸替代高錳鋼應(yīng)用于中低沖擊或無沖擊的磨損工況，并顯示了良好的使用性能。例如ZG50SiMn2Mo耐磨鋼是針對冶金、水泥等行業(yè)使用的球磨機(jī)、破碎機(jī)的磨球、錘頭等耐磨件的新型耐磨材料，該鋼有下列百分比的元素組成0.40.6%C，1.52.0%Si，2.03.0%Mn，O.20.5%Mo，微量B、V、RE，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；該鋼鑄造在大于85(TC取出空冷后得到以貝氏體為主的組織，是一種Mn-B系貝氏體耐磨鑄鋼。ZG30CrMn2SiREB馬氏體耐磨鑄鋼是針對非強(qiáng)烈沖擊工況而研制的一種代替高錳鋼的新型耐磨材料，是一種Cr-Mn-Si系鋼，該鋼有下列百分比的元素組成0.270.33%C，O.81.1%Si，1.01.5%Mn，O.81.2%Cr，O.10.15%RE，O.0050.007%B，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。ZG50SiMn2Mo耐磨鋼設(shè)計主要是采用成分設(shè)計實現(xiàn)空冷后得到貝氏體組織，但是這種成分設(shè)計成本高；ZG30CrMn2SiREB馬氏體耐磨鑄鋼碳含量不高，有足夠的韌性儲備，適于磨料硬度中等的耐磨件。本發(fā)明是一種高碳錳鉻新型耐磨材料，碳含量高，鋼的硬度高，耐磨性好，采用錳鉻搭配合金化，鋼具有優(yōu)良的淬透性，適于磨料硬度高的耐磨件。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種球磨機(jī)工況為低應(yīng)力沖擊磨料磨損條件下的磨球?qū)Ｓ娩?，本發(fā)明還提供該磨球?qū)Ｓ娩摰闹圃旆椒?。術(shù)語說明低應(yīng)力沖擊磨料磨損，又稱刮傷磨料磨損或沖刷磨損，即研磨應(yīng)力不超過被磨礦物的抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種低應(yīng)力沖擊磨料磨損條件下的磨球用鋼，其特征在于，是一種高碳錳鉻熱軋圓鋼，鋼的組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C:0.750.85%，Si:0.170.35%，Mn:0.700.90%，Cr:0.400.60%，S:0.0010.020%，Cu:0.010.20%，Ni:0.010.20%，Al:0.0100.060%，P:0.0050.025%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的技術(shù)特點之一在于成分的優(yōu)化設(shè)計，為了有足夠的硬度和較好的耐磨性，同時承受一定的沖擊載荷，設(shè)計C:0.750.85%;為提高鋼的淬透性，采用Mn、Cr搭配合金化，設(shè)計Mn:0.700.90%，Cr:0.400.60%，Cr作為碳化物形成元素，形成的合金滲碳體并部分溶入固溶體，強(qiáng)化基體。在上述優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)上，為保證鋼的性能穩(wěn)定一致，進(jìn)一步優(yōu)選的，鋼的組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C:0.750.82%，Si:0.170.30%，Mn:0.750.85%，Cr:0.450.55%，P:0.0050.025%，S:0.0010.020%，Cu:0.010.10%，Ni:0.010.10%，Al:0.0100.040%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。最優(yōu)選的，鋼的組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C:0.79-0.81%，Si:0.20-0.25%，Mn:0.80-0.83%，Cr:0.51-0.55%，P:0.010-0.012%，S:0.005-0.008%，Al:0.028-0.035%，Cu:0.05-0.06%，Ni:0.04-0.05%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的特點之二在于合理的生產(chǎn)工藝，以確保鋼的性能質(zhì)量。本發(fā)明提供以下優(yōu)選的工藝步驟及條件，所述的百分比按本領(lǐng)域慣例均為質(zhì)量百分比—種本發(fā)明上述磨球用鋼的制備方法，鋼的化學(xué)成分設(shè)計要求如上所述，包括冶煉及合金化、澆注、軋制，優(yōu)選工藝步驟及條件如下(1)冶煉及合金化采用電爐冶煉，終點[C]>0.40%、P《0.015%，殘余元素含量符合設(shè)計要求，且鋼水溫度達(dá)到16301670。C出鋼；LF爐外精煉，精煉渣堿度3.0-3.5，白渣保持時間15-20min;VD真空脫氣處理，真空度小于67Pa保持時間12-15分鐘，VD后軟吹氬時間10-15分鐘。(2)澆注采用連鑄澆注鑄坯，控制連鑄中間包鋼水溫度為14801495t:，連鑄拉坯速度為0.901.25m/min，以保證鑄坯質(zhì)量。(3)車L制鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1180122(TC，加熱時間為2.53.2h，開軋溫度10801140。C，終軋溫度850IOO(TC。制得熱軋圓鋼。本發(fā)明的產(chǎn)品是熱軋圓鋼，適用于滾軋工藝生產(chǎn)中小規(guī)格磨球，磨球直徑小10100mm。以上制備方法中未加限定的工藝條件均可參照本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案有下列優(yōu)點1.本發(fā)明鋼是一種熱軋圓鋼，牌號為B2，適用于滾軋工藝生產(chǎn)磨球。與傳統(tǒng)鑄造工藝生產(chǎn)磨球相比，具有生產(chǎn)效率高，能耗低的優(yōu)點。2.本發(fā)明鋼成分設(shè)計采用高碳提高鋼的硬度和耐磨性，采用Mn、Cr搭配合金化提高鋼的淬透性，提高了鋼的使用性能和壽命，具有成本低廉的優(yōu)點。3.本發(fā)明鋼具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性特點。具體實施例方式下面結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但不限于此。本發(fā)明高碳錳鉻磨球用鋼是采用UHP(超過功率電爐)，LF(爐外精煉)，VD真空脫氣處理工藝冶煉，連鑄澆注鑄坯，熱軋制成材工藝生產(chǎn)。實施例是以①50mm規(guī)格鋼材的生產(chǎn)工藝來具體說明本發(fā)明是如何實施的。高碳錳鉻磨球用鋼(牌號為B2)的生產(chǎn)工藝步驟如下(1)冶煉及合金化電爐冶煉，終點[C]>0.40%、P《0.015%，殘余元素含量符合設(shè)計要求，且鋼水溫度達(dá)到1630167(TC出鋼；LF爐外精煉，精煉渣堿度3.2，白渣保持時間16min;VD真空脫氣處理，真空度65Pa保持時間15分鐘，VD后軟吹氬時間15分鐘。(2)澆注采用連鑄澆注鑄坯，控制連鑄中間包鋼水溫度為1483149(TC，連鑄拉坯速度為1.05-1.2m/min。(3)車L制鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1190121(TC，加熱時間為2.73.lh，開軋溫度11001120。C，終軋溫度950980°C。具體工藝參數(shù)見表1和表2。表1是實施例高碳錳鉻磨球用鋼化學(xué)成分，表2是連鑄中間包鋼水溫度、拉坯速度、鋼坯加熱溫度、時間及軋制溫度。表1:高碳錳鉻磨球用鋼實施例化學(xué)成分(質(zhì)量，％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2:連鑄中間包鋼水溫度、拉坯速度、鋼坯加熱溫度、時間及軋制溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>應(yīng)用情況如下將實施例1-3的圓鋼采用滾軋工藝生產(chǎn)大規(guī)格磨球，磨球直徑分別為小20，小50mm，小100mm。利用軋制后在線余熱淬火處理后水冷卻入保溫箱，對生產(chǎn)的磨球測試不同位置的硬度，熱處理制度81(TC/水淬+20(TC回火，有關(guān)數(shù)據(jù)列于表3。表3:不同規(guī)格直徑磨球的物理指標(biāo)數(shù)據(jù)情況<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種低應(yīng)力沖擊磨料磨損條件下的磨球用鋼，其特征在于，是一種高碳錳鉻熱軋圓鋼，鋼的組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.75～0.85％，Si0.17～0.35％，Mn0.70～0.90％，Cr0.40～0.60％，S0.001～0.020％，Cu0.01～0.20％，Ni0.01～0.20％，Al0.010～0.060％，P0.005～0.025％，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的磨球用鋼，其特征在于，鋼的組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C:0.750.82%，Si:0.170.30%，Mn:0.750.85%，Cr:0.450.55%，P:0.0050.025%，S:0.0010.020%，Cu:0.010.10%，Ni:0.010.10%，A1:0.0100.040%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。3.如權(quán)利要求1所述的磨球用鋼，其特征在于，鋼的組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C:0.79-0.81%，Si:0.20-0.25%，Mn:0.80-0.83%，Cr:0.51-0.55%，P:0.010-0.012%，S:0.005-0.008%，Al:0.028-0.035%，Cu:0.05-0.06%，Ni:0.04-0.05%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。4.權(quán)利要求l-3任一項所述磨球用鋼的制備方法，包括冶煉及合金化、澆注、軋制，其特征在于，(1)采用電爐冶煉，終點[C]>0.40%、P《0.015%，殘余元素含量符合設(shè)計要求，且鋼水溫度達(dá)到16301670。C出鋼；LF爐外精煉，精煉渣堿度3.0-3.5，白渣保持時間15-20min;VD真空脫氣處理，真空度小于67Pa保持時間12-15分鐘，VD后軟吹氬時間10-15分鐘。(2)采用連鑄澆注鑄坯，控制連鑄中間包鋼水溫度為14801495t:，連鑄拉坯速度為0.901.25m/min，以保證鑄坯質(zhì)量;(3)鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1180122(TC，加熱時間為2.53.2h，開軋溫度1080114(TC，終軋溫度850IOO(TC，制得熱軋圓鋼。5.權(quán)利要求l-3任一項所述磨球用鋼的應(yīng)用，用于滾軋工藝生產(chǎn)中小規(guī)格磨球，磨球直《:5小10100mm。全文摘要本發(fā)明涉及一種高碳錳鉻磨球用熱軋圓鋼及其制造方法，鋼的組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.75～0.85％，Si0.17～0.35％，Mn0.70～0.90％，Cr0.40～0.60％，S0.001～0.020％，Cu0.01～0.20％，Ni0.01～0.20％，Al0.010～0.060％，P0.005～0.025％，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。制造方法包括冶煉及合金化、澆注、軋制，電爐冶煉終點[C]≥0.40％、P≤0.015％，鋼水溫度達(dá)到1630～1670℃出鋼；采用連鑄澆注鑄坯，控制連鑄中間包鋼水溫度為1480～1495℃，連鑄拉坯速度為0.90～1.25m/min，鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1180～1220℃，開軋溫度1080～1140℃，終軋溫度850～1000℃。所得磨球用鋼用于滾軋工藝生產(chǎn)中小規(guī)格磨球，本發(fā)明鋼具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性特點。文檔編號C21C7/00GK101792885SQ20101013477公開日2010年8月4日申請日期2010年3月30日優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日發(fā)明者盧棟,盧愛風(fēng),孫豐軍,徐錫坤,戈文英,房寬軍,申景霞,秦東,翟正龍,馬丙濤申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司