1.本发明公开了锻轧钢球制备方法，特别涉及一种超硬耐磨锻轧钢球制备方法，属于钢球制造技术领域。
背景技术：
2.球磨机是矿山行业的典型破碎物料设备，磨球是球磨机中最重要的研磨介质。迄今球磨机已在矿山、水泥、电力、冶金及化工等行业获得了广泛应用。在工作过程中，磨球被反复提升到一定高度后落下，受需破碎的物料和球磨机衬板的冲击、摩擦和挤压作用而逐步磨损。特别是用于大型半自磨机的磨球被提升的高度增加，所受冲击、摩擦和挤压作用更剧烈，因此要求磨球具备更好的性能，既要有较高的硬度及耐磨性，又要有良好的韧性与抵抗冲击的能力。传统的铸造(铬合金铸铁、球墨铸铁等)磨球，在生产过程中会造成产品内部组织疏松、有孔洞、失圆等现象，传统铸球已不能满足大型磨机的使用要求。采用锻轧方法生产磨球，锻轧过程中，微观组织结构进一步密实，使得锻轧磨球的抗冲击性、破损率明显优于同种材料的铸造磨球。同时，锻轧后奥氏体晶粒破碎，来不及回复再结晶长大，因而钢球晶粒细小，强度和硬度提高。
3.为了进一步提高锻轧钢球的性能，中国发明专利cn106001378a公开了一种大规格钢球生产工艺，所属工艺包含有以下步骤：步骤一：备料，将待加热的圆钢材料放置于储料台上；步骤二：加热，在圆钢进入步进加热炉前对其利用定位装置进行定位对齐，步骤三：成形；使用锻轧工艺或直接轧制工艺制成钢球；步骤四：输送，在输送的过程中对钢球进行筛选，步骤五：淬火，利用淬火装置对步骤四筛选输送后的钢球进行淬火作业，步骤六：回火，将淬火后的钢球通过提升机送至回火炉中进行回火作业；步骤七：冷却，利用冷却球台对经过保温操作的钢球进行冷却，步骤八：计量包装，将冷却至室温的钢球进行计量包装并入库待出货。该发明一种大规格钢球生产工艺，生产效率高且产品质量好。中国发明专利cn106077414a还公开了一种小规格钢球生产工艺，所述工艺包含有以下步骤：步骤一：备料，将待加热的圆钢材料放置于储料台上；步骤二：加热，对圆钢进行加热，步骤三：成形；使用锻轧工艺或直接轧制工艺制成钢球；步骤四：输送，利用输送装置将钢球输送至淬火机，并在输送的过程中对钢球进行筛选，步骤五：淬火，利用淬火装置对步骤四筛选输送后的钢球进行淬火作业，步骤六：保温，将淬火后的钢球放置于保温桶内进行保温作业；步骤七：冷却，利用冷却球台对经过保温操作的钢球进行冷却，步骤八：计量包装，将冷却至室温的钢球进行计量包装并入库待出货。该发明一种小规格钢球生产工艺，生产效率高且产品质量好。中国发明专利cn107052062a还公开了一种锻轧钢球输送球道，由左角钢(1)、右角钢(2)和连接件(3)组成，左角钢(1)和右角钢(2)均为钝角角钢，左角钢(1)和右角钢(2)的其中一个边均呈竖直状态，左角钢(1)和右角钢(2)对口设置且呈分离状态，多个连接件(3)焊接在左角钢(1)和右角钢(2)的下部，左角钢(1)和右角钢(2)构成底部带长孔的u槽。与现有技术相比，因为该发明钢球氧化皮能够自动掉落，不需要人工不间断清理掉落的氧化皮和拨动钢球滚动，实现了高温钢球的无阻障快速输送通过，大幅度提升了产品质量；减轻了工人的
劳动强度，提高了工作效率，降低了企业的人力运行成本；且本发明结构简单，操作方便。中国实用新型cn207127513u还公开了锻轧钢球生产线，由中频加热炉、斜轧机、粗锻空气锤、精锻空气锤、和淬火滚筒组成，在中频加热炉的前方设有上料架，斜轧机设在中频加热炉后，粗锻空气锤有若干台，若干台粗锻空气锤设在斜轧机后，在斜轧机与若干台粗锻空气锤之间设有自动分料装置，精锻空气锤设在粗锻空气锤后，在粗锻空气锤与精锻空气锤之间设有球道，球道与粗锻空气锤与精锻空气锤一一对应，淬火滚筒设在精锻空气锤后，在淬火滚筒与精锻空气锤之间设有伺服定位装置，在淬火滚筒后设有提升机，淬火后的钢球通过提升机装进球筐内。该实用新型具有固定资产投入小、用工少、能耗低、维修费用小、钢球合格率高、安全的优点。中国发明专利cn112853193a还公开了一种高碳磨球钢制备方法，具体包括废钢冶炼、钢水精炼、真空脱气、连铸钢坯、钢坯切割、锻造、热处理。其中，废钢冶炼是将废钢和铁水加入到炼炉中冶炼，当铁水温度达到1100～1200℃时，向炼炉中加入石墨、脱氧剂、碳锰、硅铁、铜、铟、镓、镍、高碳铬铁，继续冶炼，且铁水温度继续升高，当铁水温度达到1600～1625℃时，将钢水取出，此时钢水中的成分含量，按照质量百分比计算，含量控制在c：0.20～0.35％、si：0.10～0.20％、mn：0.50～0.65％、cr：0.30～0.40％、p：0.010％～0.025％、s≤0.013％、in：0.15～0.30％、cu：0.10～0.20％。在冶炼和精炼过程中，始终通入ar，且又进行真空处理，可避免钢水被氧化，将切割好的钢坯料使用感应电炉加热，容易控制锻造过程中的加热温度和加热速度，使保温过程中的钢坯不易产生表面脱碳以及过热的现象，保证产品质量，在锻造过程中控制每块钢坯料的推动过程所用时间不低于5min，可确保钢坯被烧透，使其具有足够的锻造塑性变形能力。中国发明专利cn111286681a公开了一种高耐磨低成本锻造湿磨球用钢及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。采用中频感应炉生产出如下化学成分的铸钢(wt.％)：c：1.05-1.7，si：1.6-2.5，cr：1.5-2.5，mn：0.5-1.5，mo：0.5-2.0，p：≤0.05，s:≤0.02，余量fe。先进行高温均匀化处理：温度为1050-1100℃保温40-60min，空冷或雾冷。锻造：加热到1100-1130℃保温60min，空气锤锻造。阶段等温淬火：将锻造后尚存在余热的坯料分别依次淬入不同盐组成和温度的硝盐中保温，空冷至室温。该发明生产的磨球应用于大型湿磨矿中未出现破碎，失圆等现象，且获得了超高的耐磨性。但是，磨球需要进行等温淬火处理，污染环境，且等温淬火熔盐易腐蚀磨球表面。
4.中国发明专利cn110791619a公开了一种矿山用大直径锻造磨球及其制备工艺，所述矿山用大直径锻造磨球化学成分质量百分比为：0.62％～0.67％c、0.70％～1.00％mn、0.70％～1.20％cr、1.60％～1.90％si、p≦0.03％、s≦0.03％，余量为fe；工艺包括以下步骤，步骤1，原材料的准备：将如上所述化学成分相同的圆钢胚料切割成一定的长度，通过感应加热的方式加热至1100～1200℃，之后对磨球进行锻打；步骤2，淬火处理：采用二次螺旋滚筒水冷的方式进行淬火处理；步骤3，回火处理：磨球淬火后及时进行180～220℃保温10h的低温回火处理，然后冷却。该发明通过合理的锻造工艺及热处理工艺，获得了综合力学性能较好的矿山用大直径锻造磨球。中国发明专利cn111004970a还公开了一种中碳钢大直径锻造磨球及其制备工艺，所述磨球化学成分质量百分比为：0.37％～0.44％c、0.17％～0.37％si、1.40％～1.80％mn、p≦0.03％、s≦0.03％，余量为fe；所述制备工艺包括以下步骤，步骤1，将如上所述化学成分相同的圆钢用锯床下料，并将胚料加热至1050～1150℃，加热均匀后用空气锤锻打成磨球，终锻温度为900～1000℃；步骤2，将锻造后的磨球空冷至830～880℃后直接进行淬火处理；步骤3，淬火后及时进行200～250℃保温2小时的低温回
火，然后冷却。该发明采用了淬火加低温回火的热处理工艺，提升了表面硬度、淬硬层和冲击韧性等。中国发明专利cn108588547a还公开了一种多元合金高韧性耐磨球及其制造方法，所述多元合金高韧性耐磨球中各化学组分的重量百分比为：c：2.2-2.6％，si：0.9-1.2％，mn：0.7-1.15％，cr：3.3-3.8％，al：0.1-0.22％，v：0.02-0.045％，nb：0.01-0.03％，sc：0.005-0.015％，p≤0.03％，s≤0.03％，余量为fe；该发明在制造耐磨球时，采用铸造、锻造相结合的工艺，使制得的耐磨球兼顾铸造合金和锻造合金的优点，改善了组织，并使综合性能得到较大提高；制备得到的耐磨球耐磨性好，冲击韧性高，组织均匀致密，破碎率低，使用寿命长。但是，磨球需要铸锻结合，生产效率低，且磨球中碳含量过高，脆性大，磨球使用过程中易发生剥落。
5.中国发明专利cn108950385a公开了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。该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。采用该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，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。中国发明专利cn107574380a还公开了一种高硬度细晶粒大规格锻造磨球用钢，其包括的化学成分组成及质量百分数为：c:0.70～0.85％、mn:1.0～1.3％、cr：0.8～0.95％、si：0.6～0.8％、mo：0.08～0.3％、nb：0.02～0.06％、al：0.01～0.06％、cu：≤0.01％、s:≤0.025％、p：≤0.025％、其余为铁。该发明锻造磨球用钢采用我国炼钢企业普遍已经建成的电炉炼钢或转炉炼钢+lf精炼+连铸全保护浇铸生产圆坯+热轧工艺生产圆钢。该发明锻造磨球用钢具有较高的淬透性，高温长时间加热条件下原奥氏体晶粒尺寸依然细小，且表面不易脱碳。采用该发明制得的直径140mm及更大尺寸的锻造磨球具有较高的整体硬度和耐磨性，晶粒细小，不易失圆，抗冲击破碎性能优良。中国发明专利cn105506481a还公开了一种耐冲击合金磨球的制作方法，包括步骤：第一步，将碳合金钢熔化成钢水，向所述钢水中加入铬cr和锰mn，使得混合后的合金液的化学成分为：碳c为0.45-0.65％，锰mn为0.95-1.2％，铬cr为0.1-0.9％，硫s为0.005-0.025％，磷p为0.005-0.025％，钼mo、钒v和钛ti三者之和小于2％；第二步，对合金液先熔炼，精炼，再通过连铸连轧锻造成圆钢；第三步，按待锻磨球直径的大小选择圆钢，将圆钢制作成锻坯。该发明方法所制成的磨球，提高冲击韧性，表面硬度与芯部硬度且表面硬度与芯部硬度值差距小，材料内应力小，能够保证更低的破碎率及更小的磨耗。中国发明专利cn105013574a还公开了一种高硬度复合耐磨球，包括第一半球和第二半球，第一半球或第二半球的制备工艺包括将120-140份废钢、140-160份铬铁合金、90-110份生铁、10-15份钨锭、25-50份锰锭和2.4-3.0份硼砂依次放入感应炉中熔化后，加入碳粉40-55份和硅粉6-10份，关闭炉门抽真空制得合金液；浇注、回火得到合金半球体；将二氧化硅微粉20-40份、三氧化二铝微粉30-35份、立方氮化硼80-95份和树脂结合剂50-60份搅拌均匀得到混合物料；将压制在表面制得第一半球和第二半球。该发明具有硬度高，耐磨性能优异，而且结构简单，组装方便，便于回收再锻造。中国发明专利cn103031486a还公开了一种中高碳大直径锻造磨球及其生产工艺。其特征在于，所述磨球化学成分质量百分比为：0.67％～0.75％c、0.17％～0.37％si、0.90％～1.20％mn、p&lt；0.035％、s&lt；0.035％，
余量为fe及不可避免杂质。该发明的生产工艺步骤包括：将所述化学成分的圆钢用剪床下料，并将料段加热至1000～1100℃保温40～60分钟；加热均匀后利用空气锤锻造成磨球，其终锻温度为880～900℃；待冷却至820～860℃时淬火，淬火介质选用5％nano2溶液，温度控制在40℃以下；再及时进行150～200℃低温回火。该发明磨球其表面硬度可以达到60～62hrc，硬度分布均匀，无淬火软点，表面与心部硬度差﹤5hrc；冲击韧性好，直径110mm的磨球冲击韧性可以达到10～15j/cm2。但是，采用上述方法制造的磨球，仍存在磨球心部和表面硬度差较大(﹤5hrc)，磨球心部硬度较低，磨球使用中磨耗高的不足。
技术实现要素：
6.本发明目的通过在钢球中增加耐磨硬质相，实现钢球硬度的整体提升和耐磨性的显著提高。为了防止耐磨硬质相的增加会促进钢球脆性增大现象的出现，本发明钢球制备过程中采用多次小变形方法，实现耐磨硬质相的孤立和均匀分布，并显著降低耐磨硬质相的颗粒尺寸，确保耐磨钢球具有优异的强韧性、低破碎率和优异的抗冲击疲劳性能。
7.为实现上述目的，本发明一种超硬耐磨锻轧钢球制备方法，其特征在于，具体制备工艺步骤是：
8.①
以废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、金属铝、硅钙合金和硼铁为主要原料，采用电炉冶炼钢水；先将废钢、增碳剂和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后，依次加入硅铁、锰铁，并将钢水升温至1582-1605℃；然后加入金属铝和硅钙合金，继续升温至1627-1645℃，加入硼铁合金，保温15-20分钟；并将炉内钢水的化学组成及质量分数控制在0.95-1.08％c,0.44-0.59％cr,2.05-2.33％si,1.58-1.77％mn,1.05-1.19％b,0.067-0.099％ca,0.05-0.12％al,《0.030％s,《0.035％p,余量fe；然后将钢水出炉到钢包；并往钢包内加入多元合金线，多元合金线的直径为φ3.5-5.0mm；多元合金线的化学组成及质量分数为13.55-14.08％al,7.06-8.19％ce,5.54-6.21％la,6.62-6.88％k,5.38-5.77％zn,2.05-2.63％mg,25.18-26.26％si,余量为fe及不可避免的杂质；多元合金线的加入量占进入钢包内钢水质量分数的1.85-2.0％；
9.②
钢水经扒渣、静置后，当温度降至1508-1526℃时，将钢水浇入连铸机上的结晶器内，连铸成直径φ350-500mm的圆柱坯，并将圆柱坯在轧机上直接轧制成直径φ90-100mm的圆柱钢；
10.③
将步骤
②
获得的直径φ90-100mm的圆柱钢，由步进天然气加热炉加热到1160-1200℃，保温2-3小时，然后由棒剪机剪切成单球所需长度180-225mm的圆柱，并采用数控锤将圆柱进行粗锻，每次变形量控制在5-8％，经过8-13次变形，获得毛坯钢球；然后用空气锤对毛坯钢球进行精锻，获得φ130mm-150mm钢球；
11.④
步骤
③
精锻后的钢球表面温度降至820-850℃，进入油池中淬火，淬火油温度32-55℃，油池中油和钢球的质量比大于10:1；钢球在油池中冷却180-210秒后，将钢球取出；并将淬火后的钢球在220-240℃下回火12-15小时，炉冷至温度低于180℃出炉空冷至室温，即可获得超硬耐磨钢球。
12.本发明在钢球中增加耐磨硬质相，实现钢球硬度的整体提升和耐磨性的显著提高。但是钢球硬质相的增加，会显著增大钢球脆性，降低大直径钢球的抗冲击疲劳性能。为了防止耐磨硬质相的增加会促进钢球脆性增大现象的出现，本发明钢球制备过程中采用多
元微合金化变质处理和多次小变形结合方法，实现耐磨硬质相的孤立和均匀分布，并显著减小耐磨硬质相的颗粒尺寸，确保耐磨钢球具有优异的强韧性、低破碎率和优异的抗冲击疲劳性能。超硬耐磨锻轧钢球的具体制备工艺步骤是，以废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、金属铝、硅钙合金和硼铁为主要原料，采用电炉冶炼钢水。
13.本发明先将废钢、增碳剂和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后，依次加入硅铁、锰铁，并将钢水升温至1582-1605℃；然后加入金属铝和硅钙合金，继续升温至1627-1645℃，加入硼铁合金，保温15-20分钟；并将炉内钢水的化学组成及质量分数控制在0.95-1.08％c,0.44-0.59％cr,2.05-2.33％si,1.58-1.77％mn,1.05-1.19％b,0.067-0.099％ca,0.05-0.12％al,《0.030％s,《0.035％p,余量fe。本发明钢球中，含有较多的硅和锰元素，硅、锰联合加入可以显著提纲钢球淬透性。硅是非碳化物和硼化物生成元素，主要固溶于金属基体，提高基体强度和耐磨性。锰能显著扩大γ相区，提高钢的淬透性，防止大直径钢球的心部出现低硬度的珠光体，确保钢球整体硬度的提升和磨损均匀。特别是加入1.05-1.19％b，硼元素的加入，可以生成高硬度的fe2b硬质相，显著提高钢球的硬度和耐磨性。另外，加入0.067-0.099％ca，可以改善钢中夹杂物形态和分布，提高钢球的抗冲击疲劳能力。
14.然后将钢水出炉到钢包；并往钢包内加入多元合金线，多元合金线的直径为φ3.5-5.0mm；多元合金线的化学组成及质量分数为13.55-14.08％al,7.06-8.19％ce,5.54-6.21％la,6.62-6.88％k,5.38-5.77％zn,2.05-2.63％mg,25.18-26.26％si,余量为fe及不可避免的杂质，多元合金线的加入量占进入钢包内钢水质量分数的1.85-2.0％。钢球中存在的大量fe2b硬质相，尽管可以提高钢球硬度和耐磨性，但是，fe2b硬质相脆性大，存在于钢球中会显著降低钢球强韧性。为了克服fe2b硬质相带来的不利作用，本发明通过提高钢球中的硅含量，促进fe2b相从连续分布向断网分布转变。特别是加入占进入钢包内钢水质量分数的1.85-2.0％多元合金线，多元合金线中含有13.55-14.08％al,7.06-8.19％ce,5.54-6.21％la,6.62-6.88％k,5.38-5.77％zn,2.05-2.63％mg,25.18-26.26％si，余量为fe，可以促进fe2b的孤立分布，提高钢球强韧性。还有明显细化凝固组织的作用，促进钢球综合性能的显著提高。
15.本发明钢水经扒渣、静置后，当温度降至1508-1526℃时，将钢水浇入连铸机上的结晶器内，连铸成直径φ350-500mm的圆柱坯，并将圆柱坯在轧机上直接轧制成直径φ90-100mm的圆柱钢。采用上述工艺生产圆柱钢效率高，圆柱钢质量稳定性好。然后将直径φ90-100mm的圆柱钢，由步进天然气加热炉加热到1160-1200℃，保温2-3小时，然后由棒剪机剪切成单球所需长度180-225mm的圆柱，并采用数控锤将圆柱进行粗锻，每次变形量控制在5-8％，经过8-13次变形，获得毛坯钢球。本发明圆柱钢中含有较多的fe2b硬质相，采用多次小变形锻造，可以实现fe2b硬质相的尺寸进一步缩小，防止fe2b硬质相发生开裂，从而实现钢球综合性能的进一步提高。然后用空气锤对毛坯钢球进行精锻，获得φ130mm-150mm的钢球；
16.精锻后的钢球需要进行硬化处理，实现钢球硬度的提升。本发明将精锻后的钢球表面温度降至820-850℃时，进入油池中淬火，淬火油温度32-55℃，油池中油和钢球的质量比大于10:1，钢球在油池中冷却180-210秒后，将钢球取出，这样可以确保钢球淬火后的高硬度及淬火后不会出现裂纹。本发明还将淬火后的钢球在220-240℃下回火12-15小时，炉冷至温度低于180℃出炉空冷至室温，可以消除淬火钢球内应力，稳定组织，确保获得的超
硬耐磨钢球具有稳定安全的使用效果。
17.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
18.1)本发明钢球具有优异的力学性能，表面硬度≥64hrc，心部硬度≥61hrc，表面和心部硬度差≤3hrc；冲击韧性≥20j/cm2，抗拉强度大于800mpa，破碎率＜0.5％。
19.2)本发明钢球以廉价的硼、硅、锰为主要合金化元素，不含价格昂贵的钼、镍、铌、钒等合金元素，具有成本低廉，市场竞争力强等特点。
20.3)本发明φ130mm-150mm大规格锻轧钢球，具有良好的淬透性，表面和心部硬度差≤3hrc，磨球平均体积硬度≥62hrc，确保钢球磨损均匀，使用中无破碎、失圆现象出现。
21.4)本发明钢球马氏体组织细小，淬火前原始奥氏体晶粒度级别≥8级，锻轧钢球的耐磨性和强韧性得到理想配合，抗破碎性能优异，在10米落球试验机上，落球次数(单球)＞6000次，未出现破碎剥落掉块现象，是大型半自磨机理想的研磨介质，应用于φ10m大型半自磨机，用于研磨铁矿石，磨耗仅为普通锻轧钢球的40-45％，且生产成本低廉，推广应用具有良好的经济和社会效益。
具体实施方式
22.以下结合实施例对本发明做进一步详述，但本发明并不限于以下实施例。
23.实施例1:
24.一种超硬耐磨锻轧钢球制备方法，其特征在于所述钢球具体制备工艺步骤如下：
25.①
以废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、金属铝、硅钙合金和硼铁为主要原料，采用电炉冶炼钢水；先将废钢、增碳剂和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后，依次加入硅铁、锰铁，并将钢水升温至1594℃；然后加入金属铝和硅钙合金，继续升温至1635℃，加入硼铁合金，保温18分钟；并将炉内钢水的化学组成及质量分数控制在0.99％c,0.47％cr,2.14％si,1.65％mn,1.08％b,0.081％ca,0.09％al,0.021％s,0.030％p,余量fe；然后将钢水出炉到钢包；并往钢包内加入多元合金线，多元合金线的直径为φ4.0mm；多元合金线的化学组成及质量分数为13.81％al,7.64％ce,5.84％la,6.73％k,5.62％zn,2.48％mg,25.71％si,余量为fe及不可避免的杂质；多元合金线的加入量占进入钢包内钢水质量分数的1.9％；
26.②
钢水经扒渣、静置后，当温度降至1519℃时，将钢水浇入连铸机上的结晶器内，连铸成直径φ400mm的圆柱坯，并将圆柱坯在轧机上直接轧制成直径φ95mm的圆柱钢；
27.③
将步骤
②
获得的直径φ95mm的圆柱钢，由步进天然气加热炉加热到1190℃，保温2小时，然后由棒剪机剪切成单球所需长度203mm的圆柱，并采用数控锤将圆柱进行粗锻，每次变形量控制在6％，经过12次变形，获得毛坯钢球；然后用空气锤对毛坯钢球进行精锻，获得φ140mm钢球；
28.④
步骤
③
精锻后的钢球表面温度降至840-850℃，进入油池中淬火，淬火油温度44℃，油池中油和钢球的质量比大于10:1；钢球在油池中冷却200秒后，将钢球取出；并将淬火后的钢球在230℃下回火14小时，炉冷至温度低于180℃出炉空冷至室温，即可获得超硬耐磨钢球。超硬耐磨钢球力学性能见表1。
29.表1超硬耐磨钢球力学性能
30.表面硬度/hrc心部硬度/hrc冲击韧性,j/cm2抗拉强度/mpa64.9≥62.520.5855
31.同时在10米落球试验机上，落球次数(单球)＞6000次，未出现破碎剥落掉块现象。
32.实施例2:
33.一种超硬耐磨锻轧钢球制备方法，其特征在于所述钢球具体制备工艺步骤如下：
34.①
以废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、金属铝、硅钙合金和硼铁为主要原料，采用电炉冶炼钢水；先将废钢、增碳剂和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后，依次加入硅铁、锰铁，并将钢水升温至1582℃；然后加入金属铝和硅钙合金，继续升温至1627℃，加入硼铁合金，保温20分钟；并将炉内钢水的化学组成及质量分数控制在0.95％c,0.59％cr,2.05％si,1.77％mn,1.05％b,0.099％ca,0.05％al,0.021％s,0.033％p,余量fe；然后将钢水出炉到钢包；并往钢包内加入多元合金线，多元合金线的直径为φ3.5mm；多元合金线的化学组成及质量分数为13.55％al,8.19％ce,5.54％la,6.88％k,5.38％zn,2.63％mg,25.18％si,余量为fe及不可避免的杂质；多元合金线的加入量占进入钢包内钢水质量分数的1.85％；
35.②
钢水经扒渣、静置后，当温度降至1526℃时，将钢水浇入连铸机上的结晶器内，连铸成直径φ500mm的圆柱坯，并将圆柱坯在轧机上直接轧制成直径φ100mm的圆柱钢；
36.③
将步骤
②
获得的直径φ100mm的圆柱钢，由步进天然气加热炉加热到1200℃，保温3小时，然后由棒剪机剪切成单球所需长度225mm的圆柱，并采用数控锤将圆柱进行粗锻，每次变形量控制在5％，经过13次变形，获得毛坯钢球；然后用空气锤对毛坯钢球进行精锻，获得φ150mm钢球；
37.④
步骤
③
精锻后的钢球表面温度降至830-840℃，进入油池中淬火，淬火油温度32℃，油池中油和钢球的质量比大于10:1；钢球在油池中冷却180秒后，将钢球取出；并将淬火后的钢球在240℃下回火14小时，炉冷至温度低于180℃出炉空冷至室温，即可获得超硬耐磨钢球。超硬耐磨钢球力学性能见表2。
38.表2超硬耐磨钢球力学性能
39.表面硬度/hrc心部硬度/hrc冲击韧性,j/cm2抗拉强度/mpa64.862.220.7830
40.同时在10米落球试验机上，落球次数(单球)＞6000次，未出现破碎剥落掉块现象。
41.实施例3:
42.一种超硬耐磨锻轧钢球制备方法，其特征在于所述钢球具体制备工艺步骤如下：
43.①
以废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、金属铝、硅钙合金和硼铁为主要原料，采用电炉冶炼钢水；先将废钢、增碳剂和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后，依次加入硅铁、锰铁，并将钢水升温至1605℃；然后加入金属铝和硅钙合金，继续升温至1645℃，加入硼铁合金，保温15分钟；并将炉内钢水的化学组成及质量分数控制在1.08％c,0.44％cr,2.33％si,1.58％mn,1.19％b,0.067％ca,0.12％al,0.026％s,0.028％p,余量fe；然后将钢水出炉到钢包；并往钢包内加入多元合金线，多元合金线的直径为φ5.0mm；多元合金线的化学组成及质量分数为14.08％al,7.06％ce,6.21％la,6.62％k,5.77％zn,2.05％mg,26.26％si,余量为fe及不可避免的杂质；多元合金线的加入量占进入钢包内钢水质量分数的2.0％；
44.②
钢水经扒渣、静置后，当温度降至1508℃时，将钢水浇入连铸机上的结晶器内，连铸成直径φ350mm的圆柱坯，并将圆坯在轧机上直接轧制成直径φ90mm的圆柱钢；
45.③
将步骤
②
获得的直径φ90mm的圆柱钢，由步进天然气加热炉加热到1160℃，保温2.5小时，然后由棒剪机剪切成单球所需长度180mm的圆柱，并采用数控锤将圆柱进行粗
锻，每次变形量控制在8％，经过8次变形，获得毛坯钢球；然后用空气锤对毛坯钢球进行精锻，获得φ130mm钢球；
46.④
步骤
③
精锻后的钢球表面温度降至820-830℃，进入油池中淬火，淬火油温度55℃，油池中油和钢球的质量比大于10:1；钢球在油池中冷却210秒后，将钢球取出；并将淬火后的钢球在220℃下回火14小时，炉冷至温度低于180℃出炉空冷至室温，即可获得超硬耐磨钢球。超硬耐磨钢球力学性能见表3。
47.表3超硬耐磨钢球力学性能
48.表面硬度/hrc心部硬度/hrc冲击韧性,j/cm2抗拉强度/mpa64.661.921.8855
49.同时在10米落球试验机上，落球次数(单球)＞6000次，未出现破碎剥落掉块现象。
50.实施例4:
51.一种超硬耐磨锻轧钢球制备方法，其特征在于所述钢球具体制备工艺步骤如下：
52.①
以废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、金属铝、硅钙合金和硼铁为主要原料，采用电炉冶炼钢水；先将废钢、增碳剂和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后，依次加入硅铁、锰铁，并将钢水升温至1598℃；然后加入金属铝和硅钙合金，继续升温至1641℃，加入硼铁合金，保温17分钟；并将炉内钢水的化学组成及质量分数控制在1.03％c,0.53％cr,2.27％si,1.72％mn,1.17％b,0.094％ca,0.09％al,0.017％s,0.031％p,余量fe；然后将钢水出炉到钢包；并往钢包内加入多元合金线，多元合金线的直径为φ5.0mm；多元合金线的化学组成及质量分数为13.86％al,7.90％ce,5.95％la,6.73％k,5.62％zn,2.59％mg,25.88％si,余量为fe及不可避免的杂质；多元合金线的加入量占进入钢包内钢水质量分数的2.0％；
53.②
钢水经扒渣、静置后，当温度降至1521℃时，将钢水浇入连铸机上的结晶器内，连铸成直径φ450mm的圆柱坯，并将圆柱坯在轧机上直接轧制成直径φ98mm的圆柱钢；
54.③
将步骤
②
获得的直径φ98mm的圆柱钢，由步进天然气加热炉加热到1180℃，保温3小时，然后由棒剪机剪切成单球所需长度215mm的圆柱，并采用数控锤将圆柱进行粗锻，每次变形量控制在7％，经过9次变形，获得毛坯钢球；然后用空气锤对毛坯钢球进行精锻，获得φ145mm钢球；
55.④
步骤
③
精锻后的钢球表面温度降至835-845℃，进入油池中淬火，淬火油温度51℃，油池中油和钢球的质量比大于10:1；钢球在油池中冷却200秒后，将钢球取出；并将淬火后的钢球在225℃下回火15小时，炉冷至温度低于180℃出炉空冷至室温，即可获得超硬耐磨钢球。超硬耐磨钢球力学性能见表4。
56.表4超硬耐磨钢球力学性能
57.表面硬度/hrc心部硬度/hrc冲击韧性,j/cm2抗拉强度/mpa65.262.621.5820
58.同时在10米落球试验机上，落球次数(单球)＞6000次，未出现破碎剥落掉块现象。
59.本发明钢球以廉价的硼、硅、锰为主要合金化元素，不含价格昂贵的钼、镍、铌、钒等合金元素，具有成本低廉，市场竞争力强等特点。本发明钢球具有优异的力学性能，表面硬度≥64hrc，心部硬度≥61hrc，冲击韧性≥20j/cm2，抗拉强度大于800mpa。本发明φ130mm-150mm大规格锻轧钢球，具有良好的淬透性，表面和心部硬度差≤3hrc，磨球平均体积硬度≥62hrc，确保了钢球磨损均匀，使用中无破碎、失圆现象出现，破碎率＜0.5％。本发
明钢球马氏体组织细小，淬火前原始奥氏体晶粒度级别≥8级，使锻轧钢球的耐磨性和强韧性得到理想配合，抗破碎性能优异，在10米落球试验机上，落球次数(单球)＞6000次，未出现破碎剥落掉块现象，是大型半自磨机理想的研磨介质，应用于φ10m大型半自磨机，用于研磨铁矿石，磨耗仅为普通锻轧钢球的40-45％，且生产成本低廉，推广应用具有良好的经济和社会效益。