[發明專利]多元微合金強化鋼丸/砂及其制備工藝

有效

• 申請號: 201210580683.3
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103014563A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 楊思一;楊繼會
• 申請（專利權）人: 楊繼會
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/28;C21D1/18;C21D9/36
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明涉及一種多元微合金強化鋼丸/砂及其制備工藝，屬于金屬磨料及其制備方法領域。

背景技術

我國目前鋼丸/砂的材質一直采用國標GB6484/6485-86。高碳鑄鋼丸／砂的化學成分（%）：C0.85-1.20,Si0.40-1.50,Mn0.60-1.20，P≤0.05，S≤0.05。該成分的鋼丸在成型和后期處理時，存在兩種缺陷：一是在急聚冷卻成型時，由于含碳量高，金相組織存在嚴重的成分偏析現象，有大量的二次滲碳體分布在晶粒邊界，碳原子過飽和的馬氏體呈現不規則的片狀結構，致使鋼丸/砂表面產生大量的微裂紋。二是鋼丸進行調質處理后，雖然金相組織得到一定程度的改善，但表現的微裂紋進一步擴展，導致鋼丸、砂的強度、韌性和抗磨損性達不到要求，使用壽命一般在1200-1400次循環。

上述問題對目前鋼丸/砂的使用帶來了很大的不便，繼續一種新型鋼丸/砂及其制備工藝來解決上述問題。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是：提供一種多元微合金強化鋼丸/砂，使用壽命長、硬度高、耐磨損；并且制備工藝簡單易操作，便于規模化生產。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種多元微合金強化鋼丸/砂，由以下質量分數的原材料制成：

C為0.60-1.00，

Si為0.40-1.50，

Mn為0.50-1.20，

Cr為0.15-0.90，

W為0.10-0.20，

Ti為0.10-0.20，

Mo為0.07-0.20，

P≤0.05，

S≤0.05，

余量為Fe。

所述的多元微合金鋼丸/砂，其特征在于由以下質量分數的原材料制成：

C為0.80，

Si為0.70，

Mn為0.85，

Cr為0.80，

W為0.15，

Ti為0.13，

Mo為0.08，

P≤0.05，

S≤0.05，

余量為Fe。

所述的多元微合金鋼丸/砂的生產工藝，多元微合金鋼丸／砂淬火溫度820℃，以水作為淬火劑，并進行中溫回火。

在本發明合理的配方中：

1、降低了鋼丸/砂中碳的含量，減少了鋼液急聚凝固時化學成分的偏析和片狀馬氏體的形成。

2、W、Ti兩元素與碳的親和力極強，能以將滲碳體中的Fe原子置換出來形成合金滲碳體，并分布在晶粒邊界上，當二次淬火時這種合金滲碳體能抑制奧氏體晶粒的長大，從而起到了細化晶粒的作用。

3、W、Ti兩元素是強烈的脫氧劑，含量在0.10%-0.15%時，鋼中的殘余氣體含量即非常微小。

4、增加Cr元素的加入，提高了鋼的淬透性。由于W、Ti的加入，不僅使共析溫度上升，而且阻礙了碳的擴散。因此該合金鋼的淬火加熱溫度可以高于Acm(+20℃）。

5、鋼水的造粒成型，除水力機械沖擊外，未凝金屬的多次爆破可使鋼丸粒度細化。由于加入的合金元素，使鋼液的凝固溫度范圍擴寬，鋼液的表面漲力減少，有利于多次爆破的形成。采用該合金，在同樣噴水壓力條件下，粒度在1mm以下的鋼丸產量提高8%-10%。

本發明的有益效果是：由于多元微合金強化鋼丸屬于共析鋼范疇，合金元素的加入，提高了鋼的共析溫度，同時它又阻止了碳的擴散。因此，淬火溫度可提高，以利于珠光體向奧氏體轉變和碳的擴散。該鋼丸的淬火溫度控制在820℃。鑒于鋼丸的粒度小，透熱性能好，在連續式工作、殘余爐溫630℃的工作條件下，升溫速度5℃/min，保溫時間20分鐘，可用水作為淬火劑。淬火后的鋼丸再經過中溫回火，使其金相組織變為回火馬氏體、回火屈氏體。該合金網狀碳化物≤2級，基本穩定在1級，高于國標GB6484/6485-86，規定網狀碳化物≤3級。經檢測：

金相組織：（回火后）回火馬氏體網狀碳化物≤2級

鋼丸密度：≥7.3kg/cm³

裂紋：≤1級

硬度：淬火狀態60-68HRC，回火狀態52-60HRC

疲勞壽命：3100-3850次。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步描述：

實施例1