球磨机的钢球是***常用的研磨介质，同时也是磨损消耗***严重的零件，钢球的的巨额消耗给选矿厂带来了不可估量的经济损失，因此，提高球磨机钢球的耐磨性，延长使用寿命具有重要的经济意义。本文以轧制钢球作为研究对象，对钢球的磨损机理进行了研究探索。
一、试验材料与方法
试验中球磨机的材料采用的轧制钢球，钢球后续热处理工艺为淬火并辅以低温回火，编号分别为1号～3号。同样的试样通过调整淬火+回火工艺后得到的试样编号为Z1号～Z4号。磨损试样是距钢球表面17mm的矩形样，所有磨损试样按57mm×26.5mm×6mm尺寸取样，试验采用的设备为湿砂橡胶轮式磨损试验机。磨损试验条件为:细金刚砂和粗石英砂按1∶5比例的混合磨料，试验载荷为68.6N，转速为181r/min，试验周次为20000次，磨制面均为近钢球表面侧。采用电子天平称量磨损试验的试样磨损前后质量差。用显微镜观察钢球的显微***，用TH320型洛氏硬度计测定钢球硬度。
二、试验结果
1、钢球的磨损量分析
下图所示为两次工艺制得的钢球磨损量，从图中可看出，1号试样的磨损量***大，2号次之，3 号***小。调整热处理工艺后钢球与之前相比，平均磨损量有所下降。从表面形貌发现，磨损后表面存在大量的短程显微切削痕迹，表面以犁沟为主并伴有剥落的痕迹，说明磨粒具有较高的硬度。
2、钢球的显微***分析
在硬度点对应部位从表面至心部间隔6mm观察每个钢球显微***变化情况，试验中发现轧制钢球1～2号样从表面到心部全部为马氏体***且晶粒粗大；3号样表面存在少量的珠光体，这也是导致其表面硬度较其他3个试样低的原因。钢球内均存在大量的沿晶裂纹，说明是钢球在较高温度下快速冷却时***转变应力太大所形成的淬火裂纹。同时还发现1～3号试样回火马氏体***不明显，可能是回火温度未达到或是回火时间不够所致。
调整后的Z1～Z3号样从表面到心部主要为回火马氏体+微量贝氏体+微量残留奥氏体，Z4号样表面主要为回火马氏体+微量残留奥氏体，所有试样中均存在微量残留奥氏体，说明钢球淬火后未回火或回火温度低，时间短。Z4号样表面存在的大量马氏体***是导致表面硬度较其他3个钢球高的原因。
3、钢球的力学性能分析
通过对钢球的硬度分布得知，1号～3号钢球的硬度较高，平均硬度在58～62HRC之间，其中1号试样从表面到心部的硬度都较大，说明都为硬脆的马氏体相，但1号试样有硬度起伏，说明试样内部成分不均匀，有软点出现，但本试验中未在显微***图中找到对应的点，3号钢球的表面硬度较低，这与钢球球表层淬火不彻底，***中含有硬度较低的珠光体有关。调整后的钢球Z1～Z3号试样的硬度值在52～56HRC之间，与之前的试样相比略有降低。但Z4号的硬度为60HRC左右，这说明Z4号钢球的回火不彻底，马氏体没有完全转变为回火马氏体***，以致钢球的硬度还处于较高水平。
三、结论
1、轧制钢球淬火+低温回火后，表面到心部的硬度都较高，其显微***都为马氏体且内部存在大量的沿晶裂纹，这说明钢球淬火冷却速度较大，且同一批次的钢球晶粒度大小不一，***均匀性较差。调整后的钢球硬度除Z4号外，其它与之前相比略有降低，***由硬度较低的回火马氏体+残留奥氏体组成。
2、一般的抗磨粒磨损材料，基体***多为马氏体。低碳马氏体具有较高的强度、硬度和适当的塑性和韧性，相比于同硬度的其他***，它的耐磨性更好。但如果要对抗高强度磨粒的磨损，它的硬度还不够高，耐磨性还有待提高。
3、通过调整钢球的热处理工艺，钢球的硬度减小，韧性增加，特别是钢球的内裂纹较之前较少也较小，所以钢球的磨损量与之前相比稍有减小，这说明适当调整热处理工艺减低钢球硬度，提高基体***的韧性，并控制冷却速度使钢球在淬火过程中不易淬裂，可有效提高钢球的耐磨性。
通过以上对球磨机钢球的磨损量、显微***、力学性能的研究分析，得出钢球磨损量的影响因素，为减小球磨机钢球磨损提供一定的参考。
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