[發(fā)明專利]一種拋丸機(jī)用鋼丸的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210435221.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN103789696A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 諸金平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 錫山區(qū)鵝湖慧盾機(jī)械廠
• 主分類號(hào): C22C38/58
• 分類號(hào): C22C38/58;C22C33/04;B22F9/10;B24C11/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 武春華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拋丸機(jī)用鋼丸的制備方法。

背景技術(shù)

目前鑄鋼丸廣泛應(yīng)用于機(jī)械、造船、汽車、飛機(jī)及集裝箱制造業(yè)零部件的表面清理、除銹、去漆及強(qiáng)化。隨著航天、航空及特殊領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)件表面質(zhì)量要求的日益提高以及人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，特種鋼丸的研究開發(fā)是近年來研究的熱點(diǎn)。原來用酸洗處理的大量鋼件，目前大部分改為用拋噴丸清理代替以減少?gòu)U酸和污水等的排放，使拋噴丸清理用鑄鋼丸的用量進(jìn)一步增加。目前，國(guó)內(nèi)外使用的鑄鋼丸產(chǎn)品主要有低碳和高碳兩大類。高碳鑄鋼丸因含碳量高(0.8-1.2wt.％C)，經(jīng)離心或霧化成丸后冷卻到室溫形成高碳片狀馬氏體組織，并產(chǎn)生大量裂紋，雖經(jīng)再次加熱淬火和回火處理，裂紋仍會(huì)存在，因而脆性大，不耐沖擊，在表面拋丸、噴砂清理和噴丸強(qiáng)化過程中容易破碎，耗損量大。低碳鑄鋼丸含碳量低(小于0.2wt.％C)，韌性高，但硬度低，不耐磨，而且由于熔點(diǎn)高，鋼液流動(dòng)性差，收縮大，造成鋼丸疏松和空心缺陷多，盡管通過100％替代法測(cè)定的ERVIN循環(huán)壽命比高碳鋼丸高，但在鋼件清理時(shí)由于低碳鑄鋼丸硬度低，清理效率低，清理時(shí)間長(zhǎng)，清理相同量的鋼件實(shí)際所消耗的低碳鋼丸并沒有減少，有時(shí)反而會(huì)增加。容易破碎和磨損的鋼丸在繼續(xù)拋打的過程中還會(huì)產(chǎn)生粉塵，使被清理鋼件的表面清潔度降低。在進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理提高疲勞強(qiáng)度時(shí)，破碎的高碳鋼丸還會(huì)劃傷工件的表面而使疲勞強(qiáng)度降低。中國(guó)專利200910016072.4公開了一種中碳鑄鋼丸，其原料組成為碳0.35-0.65％，硅0-0.3％，錳0.35-1.5％，磷0-0.05％，硫0-0.05％，其余為鐵。相應(yīng)的，其制備方法中，半成品鑄態(tài)中碳鑄鋼丸加熱溫度為820-860℃，水冷淬火后回火溫度為150-550℃。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過該工藝中較高溫度回火時(shí)，制備的中碳鑄鋼丸硬度較低；當(dāng)采用較低溫度回火時(shí)，硬度高但韌性明顯不足，循環(huán)使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種拋丸機(jī)用鋼丸的制備方法，該鋼丸既具有高硬度，又具有適當(dāng)?shù)捻g性，可避免在使用時(shí)破碎。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種拋丸機(jī)用鋼丸的制備方法，所述鋼丸的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成：C：0.65-0.75，Si：0.05-0.15，Mn：1.5-1.7，P：≤0.020，S：≤0.020，Cr：0.6-0.8，Ni：0.3-0.5，V：0.06-0.08，Al：0.02-0.04，Cu：0.3-0.5，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟：

1）熔煉：將配比好的原料組合物熔煉成鋼水，倒入中間包，采用脫氧劑脫氧；

2）離心成型法成丸：將脫氧后的鋼水澆入高速旋轉(zhuǎn)的離心盤內(nèi)，在離心力的作用下甩出落入冷卻水池，撈出后烘干得成型的鑄態(tài)鋼丸；

3）熱處理：將成型的鑄態(tài)鋼丸加熱到890-910℃保持10-15分鐘后水冷淬火，然后在200-210℃下進(jìn)行回火處理25-35分鐘，回火后采用鋼板振動(dòng)篩水冷法快速冷卻即可。

本發(fā)明鋼丸適當(dāng)降低碳含量，并配合適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀渲秀t、錳、釩是主要的硬化元素和提高淬透性的元素，鋁是細(xì)化晶粒元素，有害元素硫、磷的含量均限制在較低的水平，添加適量的鎳以提高強(qiáng)韌性。本發(fā)明的鋼丸含碳量既可以保證鋼丸具有高的硬度，又可以避免離心成型和加熱淬火過程中產(chǎn)生裂紋，從而增加韌性。同時(shí)鑄鋼丸中的鉻，使鋼丸中的碳化物類型由Fe3C型滲碳體變成(Fe，Cr)₃C型合金滲碳體，這種合金滲碳體的硬度高，因而耐磨性好。此外，合金元素Cr的加入提高了鋼丸的抗回火穩(wěn)定性。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明鋼丸具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、耐沖擊的特性。本發(fā)明的耐磨鋼球的硬度高，其表面硬度可達(dá)HRC63-65，而且硬度分布均勻、內(nèi)外硬度差較小，同一剖面硬度差HRC2-5，無淬火軟點(diǎn)等缺陷。本耐磨鋼球的沖擊性能良好，磨球的沖擊值可以達(dá)到20-25J/cm²。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

一種拋丸機(jī)用鋼丸的制備方法，所述鋼丸的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成：C：0.65，Si：0.15，Mn：1.5，P：≤0.020，S：≤0.020，Cr：0.8，Ni：0.3，V：0.08，Al：0.02，Cu：0.5，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟：

1）熔煉：將配比好的原料組合物熔煉成鋼水，倒入中間包，采用脫氧劑脫氧；