淺談鋼球用鋼的推廣使用和發(fā)展

都知道耐磨鋼球是礦山上最大的易耗品之一，它就像一顆璀璨的明珠，隨著時(shí)代的變遷和進(jìn)步，也在與時(shí)俱進(jìn)，煥發(fā)出無限的生機(jī)與活力。

進(jìn)入2000年后，國內(nèi)外鋼球領(lǐng)域內(nèi)的球磨機(jī)大型化發(fā)展日益明顯，大型化的球磨機(jī)、半自磨機(jī)方興未艾，礦山越來越注重了從整體發(fā)展戰(zhàn)略高度著眼，制定并完善多層次、多方位、多重點(diǎn)的礦山資源開發(fā)目標(biāo)，不斷的擴(kuò)大產(chǎn)能規(guī)模，加強(qiáng)了技術(shù)工藝的創(chuàng)新，采用高效節(jié)能的新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝和新材料，及時(shí)淘汰高能耗、高污染、低效率的工藝和設(shè)備，這也為鋼球與世界的接軌創(chuàng)造了良好條件，就鋼球產(chǎn)業(yè)而言，國內(nèi)的鋼球用鋼還是以中高碳、錳鋼為代表的碳結(jié)鋼或優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼，這樣的鋼球品質(zhì)已經(jīng)不能滿足新型礦山、冶金等行業(yè)的研磨要求;而就在此時(shí)，國外的鋼球用鋼，以歐美、南美為代表的地區(qū)內(nèi)已經(jīng)成熟，并且在迅速發(fā)展，這就使得國內(nèi)的鋼球?qū)＜覀?、耐磨材料領(lǐng)域的專家學(xué)者與國內(nèi)一些大型的鋼廠（甚至研究院校）也在快速研發(fā)著，2005年前后，在中國就出現(xiàn)了與世界接軌的鋼球用合金結(jié)構(gòu)鋼，從而，開啟了在耐磨鋼球領(lǐng)域里新的一頁，經(jīng)過幾年的快速發(fā)展，工藝也日漸成熟和穩(wěn)定，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于礦山行業(yè)。下面的圖表（圖表一）是一組近三十年中，鍛（軋）鋼球所使用的材質(zhì)主要的化學(xué)成分的對比數(shù)據(jù)：

從上面的化學(xué)成分表中，我們可以清楚地看到這樣幾個(gè)特點(diǎn)：

1、鍛（軋）鋼球生產(chǎn)所使用的鋼材材質(zhì)成分有了顯著變化，如：含碳（C）量最為明顯且越來越高，這是為了獲取提高鋼球的表面硬度;鋼中的有害元素的S、P等控制越來越嚴(yán)且越來越低，這是為了減少鋼球在磨機(jī)使用的破碎率;鋼中的合金元素值Cr、Mn、Si等逐步提高且增長明顯，甚至還有一些微量元素也在添加，這是為了細(xì)化金屬內(nèi)部組織，有利于鋼球耐磨性能的進(jìn)一步提高;為了更明顯的體現(xiàn)耐磨性能的提高，金相分析更能充分說明這一點(diǎn)，下面圖表二可以看到不同材質(zhì)的兩組化學(xué)成分所獲取的金相組織，也有著天壤之別;

洛氏硬度：芯部約HRC30，1/2R處約HRC35，表面約HRC57

40Cr材質(zhì)由于合金元素含量低，導(dǎo)致φ100mm鋼球淬透性較差，內(nèi)部組織及硬度隨距表面的距離變化而改變。鋼球表面為馬氏體組織，芯部主要為具有較細(xì)片層結(jié)構(gòu)的珠光體+鐵素體組織，由于1/2R處淬火過程中冷卻速度比芯部快，所以1/2R處比芯部具有較多的珠光體組織。

洛氏硬度：芯部約HRC55，1/2R處約HRC60，表面約HRC63

75MnCr材質(zhì)比40Cr材質(zhì)具有良好的淬透性，B2φ100mm鋼球具有較高的整體硬度，內(nèi)部基體組織為馬氏體，鋼球1/2R處和芯部由于冷卻速度低，組織中出現(xiàn)部分珠光體，由于1/2R處淬火過程中冷卻速度比芯部快，所以1/2R處比芯部具有較少的珠光體組織。

2、下面表格（圖表三）中說明的是鍛（軋）鋼球經(jīng)過熱處理后，不單單從其表面看獲取硬度多少，不同的材質(zhì)化學(xué)成分所獲取的五點(diǎn)硬度分布的狀況，可以看出，其表面硬度和體積硬度的變化尤為明顯，熱處理淬透層就可見一斑，碳素結(jié)構(gòu)鋼明顯地反映出淬透層僅僅限于表面，深入鋼球內(nèi)部硬度呈現(xiàn)逐步快速的降低，而合金結(jié)構(gòu)鋼就有了很大的變化，尤其是75MnCr、60CrMo材質(zhì)的鋼球，五點(diǎn)硬度分布均勻，更充分說明了鋼球耐磨性能的提高，適應(yīng)了時(shí)代發(fā)展對鋼球質(zhì)量提高的需求，下表格中以規(guī)格100mm鍛（軋）鋼球?yàn)槔?，鋼球?jīng)線切割剖解后，對其10*10mm芯條進(jìn)行的從芯部到表面五點(diǎn)硬度測試分布的對比如下：

3、大家看到?jīng)]有，規(guī)格100mm鍛（軋）鋼球質(zhì)量的變化非常的明顯，化學(xué)成分的優(yōu)化提升是一個(gè)方面;第二個(gè)特點(diǎn)是鋼球性能的綜合結(jié)構(gòu)提高，鋼球無論表面硬度，還是芯部硬度提高非常明顯，并且呈現(xiàn)從芯部到表面逐步階梯式提升，這就使得礦山用戶節(jié)能降耗效益顯現(xiàn);最大的特點(diǎn)是“鋼球是有靈性的”不是一句空話，優(yōu)質(zhì)的鋼球是礦山的首選，綠色礦山的發(fā)展越來越看重的是“鋼球們”的“心里美不美”，這里凸顯的就是硬度，鋼球的表面硬度高低不能充分證明耐磨性能也是高的，只有鋼球的芯部硬度和表面硬度相差無幾或接近狀態(tài)才是“為最完美的”狀態(tài)，也就是說，就是要講究鋼球的“心里美”。

相信隨著綠色理念的深入發(fā)展，不但礦山領(lǐng)域新的開采方式、研磨辦法等在轉(zhuǎn)型提升，鋼球用鋼也將與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)新時(shí)期市場的需求，鋼球工藝也必將跟上時(shí)代的步伐，為低碳、綠色礦山的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

作者簡介：高玉和（1967.2）男，漢，山東濟(jì)南市章丘區(qū)，伊萊特能源裝備股份有限公司總經(jīng)理，大專，伊萊特能源裝備股份有限公司，研究方向：從業(yè)三十年的鋼球?qū)＜?，精通耐磨鋼球鍛造技術(shù)，擅長管理、銷售，山東濟(jì)南市章丘區(qū)250206。