您選擇的鋼球硬度合適嗎？
2020-11-19
最近有客戶問，要求的鋼球表面硬度是60HRC，在磨機內用了一段時間后取出檢測表面硬度，為什么表面硬度成了65-67HRC了？
其實這種現象在很多地方都存在，比如表面經過拋丸處理的工件表面硬度比未處理的工件表面要高得多。還比如我們小的時候拿一根鐵絲在同一位置反復折疊，那么折疊的位置會發熱而且會越來越硬，到一定程度后再進行折疊就會斷裂。這些現象都可以通過金屬材料的加工硬化理論來解釋，那么何謂“加工硬化”？
金屬材料經壓力加工（如軋制、鍛造、擠壓、拉絲和沖壓等）變形后，不僅改變了其外形尺寸，而且也使內部組織和性能發生變化。例如，經冷塑性變形后，金屬的強度、硬度顯著提高而塑性、韌性下降，也就是常稱的加工硬化或形變強化。不過，若壓力加工工藝不當，在變形量超過金屬的塑性值后，將會產生裂紋或斷裂。這也就很好的解釋了為什么鐵絲經過反復折疊后會發生斷裂的問題。
對于礦用鋼球來說也同樣面臨這樣的問題，鋼球在磨機內以拋落、滑動、滾動等方式運動，運動過程中與鋼球、礦石、襯板等物體之間不斷碰撞，撞擊過程即會產生加工硬化作用，導致鋼球表面硬度升高，根據經驗通常提高幅度達到10-15%，這也就解釋了客戶的疑慮。
隨著選礦工藝的不斷發展，磨機尺寸越來越朝著大型化的方向發展，據了解，目前最大的半自磨機尺寸達到13m，這對鋼球的使用來說是極大的考驗，意味著鋼球拋落的高度不斷提高，對礦石、鋼球和襯板的沖擊作用更大，如果鋼球韌性較差，會因承受不了如此高強度的沖擊而發生破碎，影響礦山的正常生產。所以，要求鋼球在具備優異的韌性的同時還要具備良好的耐磨性能。
眾所周知，硬度與韌性是彼此矛盾存在的，即，硬度越高韌性相對越差，硬度較低時韌性相對較高。因此，當鋼球硬度過高時，韌性就會較差，表現為沖擊韌性值較低，抗疲勞壽命不足，從而導致在磨機內磨損過程中較早的發生剝落掉塊，嚴重時發生破碎，這將大大降低磨礦效果，增加礦山的運行成本。所以，要避免此類情況的發生，那么鋼球的硬度到底多少合適呢？
早在1995年，丁慶如在《磨球選材的計算方法》一文中指出，磨球的磨損和耐磨性與Hm/Hs（Hm為鋼球的硬度，Hs為磨料的硬度）比值有關：當沖擊作用小時，磨球可選用較高硬度的材料。取Hm/Hs=1.3~1.7，Hm=（1.3~1.7）Hs；當沖擊作用較大時，磨球可選用較低硬度的材料，取Hm/Hs=0.7~1.1，Hm=（0.7-1.1）Hs。
以上鋼球硬度選擇的方法可供大家參考，但還要結合礦山具體的工況條件及工藝要求，如球磨機主要起到將礦石進一步研磨到一定細度滿足選別的要求，通常鋼球在磨機內沒有較大的拋落高度，這時可主要考慮鋼球的硬度，以具有較高的耐磨性為主，適當考慮韌性即可滿足使用要求，而大型半自磨機則應該首先考慮鋼球的韌性，保證鋼球使用過程不發生破碎。
鋼諾新材料股份有限公司深耕于礦用耐磨鋼球等耐磨材料制造領域，與多所院校建立了深入的產學研合作關系，可針對礦山的工況條件量身定制化設計產品，建立了目前全球最大的16米高落球試驗機，其有效落程達14米，對鋼球韌性和抗疲勞壽命的檢測強度遠遠高于實際工況條件，保證礦山使用效果。此外，組建了以院士團隊為首的碎磨選礦技術團隊，可針對礦山碎磨選別過程中存在的痛點難點提供優化解決方案，產品使用過程中安排技術人員實時跟蹤，針對使用過程中的問題隨時處理解決，為礦山提供24h保姆式服務。
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