Auf welche Parameter sollte bei der Auswahl geschmiedeter Stahlkugeln geachtet werden?

Zur richtigen Auswahl der Größe, des Materials und der Spezifikationen von geschmiedeten Stahlkugeln ist es notwendig, die Arbeitsbedingungen (z. B. Mühltyp, Materialhärte,Schleifgenauigkeitsanforderungen) und Betriebsparameter (z. B., Füllgeschwindigkeit) und achten Sie auf die Übereinstimmung der Kernparameter.Daher muss bei der Parameterwahl ihre Anpassungsfähigkeit an Schleifszenarien mit hoher Belastung und hoher Belastung hervorgehoben werden.Nachfolgend wird ausführlich aus drei Dimensionen erläutert: Größenbestimmung, Toleranzwahl und Schlüsselparameter:

Die Größe der geschmiedeten Stahlkugeln muss der Werkzeugstruktur entsprechen (innerer Durchmesser, Ausführungsart) und sich an die Schleifmerkmale des Materials (Härte, Partikelgröße, Bruchbarkeit) anpassen.Der Kern besteht darin, die drei wichtigsten Parameter des Balldurchmesser zu bestimmen, Kugelgrößenverhältnis und Einzelkugelgewicht unter Berücksichtigung des hohen Festigkeitsvorteils geschmiedeter Materialien:

Der Kugeldurchmesser beeinflusst unmittelbar die Aufprallkraft und den Schleifwirkung, die durch die maximale Materialpartikelgröße, den Mühlendurchmesser,und Schleifstadium │ geschmiedete Stahlkugeln │ hohe Zugfestigkeit (≥ 1000 MPa) ermöglicht größere Kugeldurchmesser bei schweren Belastungen:

• Primärschleifen (Rohstoffpartikelgröße ≥ 60 mm): Kugeln mit großem Durchmesser (60-120 mm) für eine starke Aufprallkraft, geeignet für halbautogene Mühlen,Kegelbrüchereien oder Grobschleifkugelmaschinen (Schmiedstahls Schlagfestigkeit verhindert Bruch bei Kollisionen mit großen Partikeln);
• Sekundärschleifen (Rohstoffpartikelgröße 15-60 mm): Kugeln mit mittlerem Durchmesser (40-60 mm) zur Balancierung von Aufprall und Schleifen, für allgemeine Kugelmühlen für mittlere bis harte Materialien (z. B. Eisenerz,Kalkstein);
• Feinschleifen (Rohstoffpartikelgröße ≤ 15 mm): Kugeln mit kleinem Durchmesser (20-40 mm) zur Erhöhung der Berührungsfläche mit Materialien,geeignet für Feinschleifmaschinen oder Klassifikationsmaschinen (die einheitliche Struktur des geschmiedeten Stahls sorgt für einen gleichbleibenden Verschleiß);
• Spezielle Anpassung: Bei Mühlen mit kleinem Durchmesser (Φ≤2,8 m) darf der maximale Kugeldurchmesser 80 mm nicht überschreiten (um eine übermäßige Belastung der Auskleidung zu vermeiden); bei Mühlen mit großem Durchmesser (Φ≥5,0 m)Der maximale Kugeldurchmesser kann auf 120 mm erhöht werden (mit Hilfe von geschmiedetem Stahl mit hoher Festigkeit, um schweren Lasten standzuhalten);
• Berechnungsbezug: empfohlener Kugeldurchmesser D80 = (7-9)*√(maximale Materialdurchmesser, mm) (für geschmiedetem mittelkohlenstoffhaltigem Stahl),Anpassung um ± 10% je nach Materialhärte (hartere Materialien nehmen die Obergrenze ein)Die Schmied­stahl­Härte­Rückhaltung ermöglicht eine größere Anpassung).

Eine einzelne Kugelgröße kann nicht alle Partikelgrößen in der Mühle abdecken, daher ist ein angemessenes Verhältnis von großen, mittleren und kleinen geschmiedeten Stahlkugeln erforderlich, um die Schleifleistung zu maximieren:

• Allgemeines Schleifen (Materialpartikelgrößenverteilung 10-60 mm): Verhältnis der großen Kugeln (60-80 mm) : der mittleren Kugeln (40-60 mm) : der kleinen Kugeln (20-40 mm) = 3:4:3, die sowohl die Auswirkungen auf große Partikel als auch das Schleifen kleiner Partikel gewährleistet;
• Schlaggeprägtes grobe Schleifen (maximale Partikelgröße ≥ 80 mm): Vergrößern Sie den Anteil der großen Kugeln, Verhältnis = 5:3:2, die Zerkleinernsfähigkeit großer Partikel verbessern (die hohe Stoßfestigkeit von geschmiedetem Stahl verhindert beim Zusammenstoß Bruch);
• Feinschleifen mit Schleifmaschine (maximale Partikelgröße ≤ 15 mm): Vergrößern Sie den Anteil der kleinen Kugeln, Verhältnis = 1:3:6, die Effizienz des Oberflächenkontakts mit feinen Partikeln zu verbessern;
• Prinzip: Das kumulierte Volumen aller geschmiedeten Stahlkugeln sollte 28-35% des Werkstoffvolumens (Füllrate) ausmachen.ohne direkten Sprung von 80 mm auf 40 mm ohne 60 mm Kugeln) um eine gleichmäßige Füllung zu gewährleisten, und die hohe Dichte der geschmiedeten Stahlkugeln (≈7,85 g/cm3) trägt zur Verbesserung der Schleifkinetik bei.

Das Gewicht einer einzelnen Kugel wird durch den Kugeldurchmesser und die Materialdichte bestimmt (die Dichte von geschmiedetem Stahl ist höher als die von Gussstahl) und beeinflusst den Kraftverbrauch und die Lebensdauer der Mühle:

• Niedrigleistungsanlage (≤ 1500 kW): Wählen Sie leichtere geschmiedete Stahlkugeln (m=0,8-2,5 kg, entsprechender Durchmesser 40-60 mm), um eine Überlastung des Antriebssystems zu vermeiden;
• Hochleistungsmühle (>2500kW): Verwenden schwerer geschmiedeter Stahlkugeln (m=2,5-6kg,Der entsprechende Durchmesser 60-100 mm) entspricht dem hohen Aufprallbedarf (die hohe Festigkeit des geschmiedeten Stahls trägt schwere Belastungen ohne Verformung);
• Verschleißgleichgewichtsprinzip: Das Gewicht der einzelnen Kugel sollte eine gleichmäßige Verschleißrate gewährleisten.für die meisten Mittelkraftmühlen geeignet, und ihre geschmiedete Struktur vermeidet einen durch innere Defekte verursachten unebenen Verschleiß.

Schmiede Stahlkugeln funktionieren bei hohen Kollisionen (Kollisionsgeschwindigkeit bis 6-9 m/s) und Reibung, daher muss die Toleranzkontrolle einen ungleichmäßigen Verschleiß vermeiden.Schmiede- und Schmiedebeutel sind für eine bessere Belastbarkeit geeignet als Gusskugeln.:

• Für Kugeln mit einem Durchmesser von ≤ 40 mm: Toleranz ±0,4 mm (ISO 3290 Klasse G3), die einen gleichmäßigen Kontakt zwischen kleinen Kugeln und feinen Partikeln gewährleistet (Schmiedepräzision verringert die Größenunterschiede);
• Bei Kugeln mit einem Durchmesser von 40-80 mm: Toleranz ±0,8 mm (ISO 3290 Klasse G4), wobei Verarbeitungseffizienz und Größenkonsistenz ausgeglichen werden;
• Bei Kugeln mit einem Durchmesser von > 80 mm: Toleranz ±1,2 mm (ISO 3290 Klasse G5), die eine angemessene Abweichung ohne Beeinträchtigung der Aufprallwirkung zulässt;
• Hauptvoraussetzung: Der größte Durchmesserunterschied zwischen geschmiedeten Stahlkugeln in derselben Mühle darf 1,5 mm nicht überschreiten.Vermeidung von ungleichmäßigen Aufprallkräften, die zu lokalen Verschleiß der Auskleidung führen (die hohe Steifigkeit des geschmiedeten Stahls verstärkt die Auswirkungen der Größenunterschiede).

• Ein Rundheitsfehler von ≤ 0,25 mm (bei Durchmesser ≤ 60 mm) oder ≤ 0,4 mm (bei Durchmesser > 60 mm), gemessen mit einem Rundheitsmessgerät, gewährleistet durch das Rotationsschmieden von geschmiedetem Stahl eine bessere Rundheit als bei gegossenen Kugeln.
• Wichtigkeit: Ungerundete geschmiedete Stahlkugeln verursachen bei hoher Drehgeschwindigkeit (Müllgeschwindigkeit 18-26 r/min) starke Schwingungen der Mühle, was den Stromverbrauch um 8-12% erhöht und den Verschleiß der Auskleidung beschleunigt.die aufgrund der höheren Dichte offensichtlicher ist als bei Gusskugeln.

• Oberflächenrauheit: Ra ≤1,2 μm (nach dem Schmieden poliert), durch Entfernen von Schmiedenschale und Burrs reduziert die glatte Oberfläche des geschmiedeten Stahls die Haftung des Materials und die Kratzer;
• Oberflächenhärteuniformität: Härteunterschied ≤3HRC über die Kugeloberfläche (Schmiede + Wärmebehandlung sorgt für eine gleichmäßige Härteverteilung), wobei lokale Oberwäsche vermieden wird;
• Kantenräumung: Keine scharfen Kanten (die plastische Verformung des geschmiedeten Stahls während der Verarbeitung bildet natürlich abgerundete Kanten), wodurch Beschädigungen von Auskleidungen und Materialien verhindert werden.

Schmiede Stahlkugeln bestehen hauptsächlich aus legiertem Stahl mit hoher Festigkeit und Zähigkeit, wobei die Parameter auf der Grundlage des Verschleißmechanismus (Ausfallverschleiß + Schleifverschleiß) ausgewählt werden:

• Verschleißbeständigkeit: Volumenverschleißrate ≤ 0,06 cm3/(kg·m) (ASTM G65-Prüfung), aufgrund der geschmiedeten Dichte um 20-30% besser als Gusskugeln;
• Wärmebehandlung: Verdämpfung + Härteprozeß (die Verfeinerung der Körner von geschmiedetem Stahl nach der Wärmebehandlung verbessert Härte und Zähigkeit).

• Anpassung der Füllgeschwindigkeit: Bei einer Füllgeschwindigkeit von 33-36% (hohe Füllgeschwindigkeit) werden hochhärtege geschmiedete Stahlkugeln (HRC+3) ausgewählt, um einer erhöhten Reibung zu widerstehen; bei einer Füllgeschwindigkeit von 28-32% (niedrige Füllgeschwindigkeit)Verwendung von hochhart geschmiedetem Stahl (e.g., 50Mn2) zur Vermeidung übermäßiger Aufprallfrakturen;
• Anpassung an das Schleifmedium: Nassigschleifen (Schlammumgebung) → Korrosionsbeständiges geschmiedetes Stahl wählen (z. B. 42CrMo mit rostfreier Beschichtung), um Rost zu vermeiden;Trockenmahlen (Pulverumgebung) → Verschleißbeständigkeit betonen (chromreich geschmiedetem Stahl);
• Temperaturanpassung: Hochtemperaturschleifen (Materialtemperatur ≥ 180°C) → gewähltes, hitzebeständiges geschmiedetes Stahl (z. B.35CrMoV) zur Vermeidung einer Härteverringerung (die Wärmebehandlungsstabilität von geschmiedetem Stahl ist besser als von Gusseisen).

• Festbau: Alle geschmiedeten Stahlkugeln sind fest (keine inneren Poren oder Schrumpfhöhlen, ein häufiger Fehler bei gegossenen Kugeln), was eine gleichmäßige Kraft gewährleistet und plötzliche Bruchfälle unter dem Aufprall vermeidet;
• Wärmebehandlung: Verdünnen + Niedertemperaturgehärten zur Bildung einer martensitischen Struktur,Ausgleich von Härte und Zähigkeit √ geschmiedetem Stahl √ die Wärmebehandlung ist aufgrund der einheitlichen Zusammensetzung besser als gegossenem Stahl;
• Größenanpassung: Für spezielle Mühlen (z. B. kleine Versuchsmühlen, halbautogene Mühlen mit großem Durchmesser) können geschmiedete Stahlkugeln in Durchmesser (10-150 mm) und Gewicht angepasst werden.mit einer Durchschnittslänge von weniger als 0,01 mm,.