球磨钢球作为球磨机中消耗量最大也是最为重要的零件,在冶金、矿山、电力、建筑材料等工业领域都有着重要的作用,我国每年钢球的消耗量在150万吨以上,其中锻造钢球因为其成本低、质量好、效率高的原因,大多数都采用锻造的生产方式。对于形状较为简单的钢球生产而言,胎模自由锻因为其生产成本低而最为适合。本课题主要目的是为了解决在实际生产中的40Mn2钢球出现裂纹缺陷的问题。首先对钢球成品的质量进行检测,之后对钢球的原材料进行拉伸试验和金相实验,最后再对钢球的锻造工艺进行研究分析,找到钢球裂纹的出现原因,并对锻造工艺进行优化,来达到消除钢球成品内部裂纹的目的,并对优化后的锻造工艺进行了两组模拟实验,2组实验均采用材料、形状相同的坯料,在实验参数与实际生产中相同的情况下,第一组实验采用之前的锻造工艺,第二组采用改进后的锻造工艺,对优化后锻造工艺的可行性进行对比论证。实验结果表面:(1)钢球成品的硬度,淬硬层深度都不存在问题。(2)40Mn2钢球原材料的抗拉强度符合国家标准,不存在问题。(3)40Mn2钢球原材料的带状组织缺陷级别较高,严重的区域已达到4级,严重影响到钢材的使用加工,是裂纹出现的主要原因。(4)锻前加热的频率过高,加热时间过短,易产生温度应力,原材料又存在严重的带状组织缺陷,容易在锻前加热的时候产生微裂纹。(5)由于锻造变形时的加载方向是与带状组织的分布方向平行,容易在变形的过程中形成微裂纹,并在之后的淬火工艺中进一步地扩大。(6)经过模拟实验验证,改变其加载方向,由之前的沿着原始棒料的轴向改为径向(与带状组织的分布方向平行),能够有效地改善消除钢球的内部裂纹,并得到性能更好的钢球锻件。本课题针对有带状组织的坯料易造成钢球锻件成品内部缺陷问题,在不改变存在严重带状组织缺陷的原材料的情况下,通过优化钢球锻造工艺,改变坯料锻造变形时的加载方向,大幅减少或消除锻造钢球的内部裂纹,大幅度提高产品合格率,给存在带状组织缺陷的钢材提供了一个可行的再利用的解决方案,避免了企业的损失。