一种高铬合金强化铸钢丸及制造方法与流程

1.本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种高铬合金强化铸钢丸及制造方法。


背景技术：

2.钢丸、钢砂、钢切丸统称为金属磨料。广泛应用于飞机、桥梁、集装箱、石油然气管道、汽车配件、钢管或钢板表面的强化处理、清砂除锈方面。由于钢丸具有高硬度、高韧性和良好的抗疲劳性，破碎率较低，清理效果明显等优点迅速取代了传统的钢丝切丸和白口铸铁丸。而且可以利用废旧钢铁制作钢丸，大大地节约了资源，保护了环境，是现在最具应用前景的金属弹丸。
3.目前，国内外使用的铸钢丸产品主要有低碳和高碳两大类。高碳铸钢丸因含碳量高(0.8-1.2wt.％c)，经离心或雾化成丸后冷却到室温形成高碳片状马氏体组织，并产生大量裂纹，虽经再次加热淬火和回火处理，裂纹仍会存在，因而脆性大，不耐冲击，在表面抛丸、喷砂清理和喷丸强化过程中容易破碎，耗损量大。
4.为此提出一种高铬合金强化铸钢丸及制造方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种高铬合金强化铸钢丸及制造方法。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种高铬合金强化铸钢丸，其化学成分按质量百分比为：0.45-0.65％碳，0.4-1.1％硅，0.7-1.1％锰，1.0-1.2％铬，0-0.05％硫，0-0.5％磷，0.001-0.01％硼,其余为铁和不可避免的杂质。
8.另一方面，本发明提供一种高铬合金强化铸钢丸的制造方法，包括如下步骤：
9.s1:电炉熔炼，按照前述配比混合配料，配料100千克，置于中频电路中进行熔化；
10.s2：成丸兼淬火，通过水流喷射进行成丸，在成形后进行激冷淬火；
11.s3：集取烘干；
12.s4：机械回转筛分；
13.s5：钢丸选圆；
14.s6：回火防锈；
15.s7：标准检测；
16.s8：成品包装。
17.进一步地，述步骤s6的操作条件为：
18.出钢温度：1650摄氏度，浇铸温度：1580-1620摄氏度，水流喷射速度：7-10米/秒，钢液流速：0.7-1米/秒，回火温度：400摄氏度以上。
19.进一步地，所述步骤s3中使用沸腾干燥器进行干燥。
20.本发明的有益效果如下：
21.本发明在含碳量一定的情况下，向熔融的液里面添加少量硼的元素马氏体-贝氏体组织，含量可以达到94％-100％。而且硬度也有相当的提高，达到了hrc65-67，不需要再次进行猝火。硼元素同时也可以提高钢丸的热处理性能，比如可以提高它的抗氧化性和表面的张力，有效提升了钢丸的韧性和耐磨性能，通过流水线形式连续完成了钢丸的熔炼、成丸、淬火、烘干、筛分、选圆、防锈、回火、检测和包装等工序，省却了人工输送搬运、人工卸料等重复性高且劳动强度大的工作，大大的提高了钢丸的加工效率。
附图说明
22.图1是本发明制造方法工艺流程图；
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
27.在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.如图1所示，一种高铬合金强化铸钢丸，其化学成分按质量百分比计为：0.45-0.65％碳，0.4-1.1％硅，0.7-1.1％锰，1.0-1.2％铬，0-0.05％硫，0-0.5％磷，0.001-0.01％硼,其余为铁和不可避免的杂质，更具体的为，在含碳量一定的情况下，向熔融的液里面添加少量硼的元素马氏体-贝氏体组织，含量可以达到94％-100％。而且硬度也有相当的提高，达到了hrc65-67，不需要再次进行猝火。硼元素同时也可以提高钢丸的热处理性能，比如可以提高它的抗氧化性和表面的张力。
29.如图1所示，用于制造高铬合金强化铸钢丸的制造方法，包括以下步骤：
30.s1:电炉熔炼，按照前述配比混合配料，配料100千克，置于中频电路中进行熔化，更具体的为，选用100瓩中频电路进行熔化处理，形成钢液。
31.s2：成丸兼淬火，通过水流喷射进行成丸，在成形后进行激冷淬火，更具体的为，成丸是钢丸制造关键的一环，真正用在击碎钢液的能量，实际上是很小的，大部份消耗在输送
被击碎后的钢液到一定的方位，便于提取及必要的保险作用上。1公尺高的钢液落地时被击得粉碎就是证明。研究成丸工艺，实质上就是研究施予怎样形式的能量，怎样控制击碎能量，并探索击碎能量与击碎程度使之收缩成丸的规律。经过几种成丸方法的试验比较，我们选择了水流喷射成丸的办法。实践证明，此法成丸率高，技术简易可行，控制调节方便，投资少，将符合要求(主要指成份、温度、脱氧、复渣)的钢液，浇入前后左右固定、上下及流出口径可改变的浇口杯，靠浇口杯内压头自由流出落下，被高速水流击碎，继而在下落至水面过程中，继续降温凝固，进入水面后进一步凝固，同时激冷淬火。
32.s3：集取烘干，需要说明的是，对前述s2中淬火完成的钢丸取出水池，并进行烘干和筛选。
33.s4：机械回转筛分，更具体的为，通过机械回转设备，对步骤s3中得到的钢丸进行筛分，按照钢丸的规格进行筛分。
34.s5：钢丸选圆，更具体的为，钢丸成型之后里面大约会有6％-12％的异形丸，这部分丸料要通过选圆工序分离出来，以作他用。依据筛选机理的不同，筛选设备主要分为螺旋选圆器和帆布带输送分离器两种。螺旋选圆器主要是通过不同圆整度的钢丸在下落过程中形成离心力的大小不同而实现分离的，螺旋选圆器主要分为内、中、外三层，并且三层都是螺旋状的，钢丸由上面的料筒进入之后，首先沿着内层下落，圆整度较好的在下落过程中速度变得越来越大，靠离心力的作用滑落到中层，最终到外层时由设置的垂直围边挡住，进入料斗，而异形丸由于速度较小，沿内层由中心管排出。帆布带式分离器在安装时要有一定的倾角，带周围设置挡板，钢丸由电磁振动给料机向布带的较低一端输送钢丸，圆整度较好的钢丸在布带上向下滚动，而异形丸由于形状不规则，受到的摩擦力较大，则随着帆布带一起运动，最终从最上端排除，实现异形丸的分离。总体来说，螺旋选圆器比帆布带分离器选圆度要好，分离效率也高一些，缺点是设备较复杂。
35.s6：回火防锈，需要说明的是，兼顾效率和自身寿命，硬度hrc42-50为宜。这样硬度的碳素工具钢，其金相组织是回火索氏体或回火贝氏体及少量的回火马氏体。必须通过淬火一一回火的工艺热处理得到，水流喷射而成的钢丸，正好起到激冷淬火作用，硬度达hrc67.5，完全是过饱和的马氏体和少量的残余奥氏体。一般碳素工具钢，含c在0.6-0.7左右，要达到hrc42-50，则回火温度不超过400摄氏度就能达到。但考虑到钢丸在使用前，有一段运输储存时期，为了不致于像铁丸那样生锈结块。必须采取防锈措施，上涂料及传统化学发兰都比较复杂麻烦，又不经济。成份为高碳工具钢，水流喷射成丸的钢丸，出水立即烘干后，大于400摄氏度保温1.5-2小时，出炉空冷，并适当翻挫，就能获得硬度hrc45左右，金相组织为回火索氏体、回火贝氏体，马氏体，表面具有青黑fes0。防锈层的钢丸，大小钢丸可以同炉处理，效果基本一样。
36.s7：标准检测，需要说明的是，通过检测设备，对生产出的钢丸丸径进行检测，对不合标准的钢丸进行剔除，保证产品质量。
37.s8：成品包装，更具体的为，对步骤s7中筛选出的合格铸钢丸产品进行包装存放
38.如图1所示，步骤s6的操作条件为：
39.出钢温度：1650摄氏度，浇铸温度：1580-1620摄氏度，水流喷射速度：7-10米/秒，钢液流速：0.7-1米/秒，回火温度：400摄氏度以上。
40.如图1所示，步骤s3中使用沸腾干燥器进行干燥，更具体的为，钢丸所含水分不多，
而且钢丸形状又是圆形的，干燥速率较快，因此选用上面的沸腾干燥器进行干燥。沸腾干燥器又称流化干燥器，是指将干燥的物料通过气流吹动使之呈现流态化，然后物料和加热的空气传热，进行干燥。
41.综上所述：本发明在含碳量一定的情况下，向熔融的液里面添加少量硼的元素马氏体-贝氏体组织，含量可以达到94％-100％。而且硬度也有相当的提高，达到了hrc65-67，不需要再次进行猝火。硼元素同时也可以提高钢丸的热处理性能，比如可以提高它的抗氧化性和表面的张力，有效提升了钢丸的韧性和耐磨性能，通过流水线形式连续完成了钢丸的熔炼、成丸、淬火、烘干、筛分、选圆、防锈、回火、检测和包装等工序，省却了人工输送搬运、人工卸料等重复性高且劳动强度大的工作，大大的提高了钢丸的加工效率。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：
1.一种高铬合金强化铸钢丸，其特征在于：其化学成分按质量百分比计为：0.45-0.65％碳，0.4-1.1％硅，0.7-1.1％锰，1.0-1.2％铬，0-0.05％硫，0-0.5％磷，0.001-0.01％硼,其余为铁和不可避免的杂质。2.用于制造权利要求1所述高铬合金强化铸钢丸的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：s1:电炉熔炼，按照前述配比混合配料，配料100千克，置于中频电路中进行熔化；s2：成丸兼淬火，通过水流喷射进行成丸，在成形后进行激冷淬火；s3：集取烘干；s4：机械回转筛分；s5：钢丸选圆；s6：回火防锈；s7：标准检测；s8：成品包装。3.根据权利要求2所述的一种高铬合金强化铸钢丸的制造方法，其特征在于，所述步骤s6的操作条件为：出钢温度：1650摄氏度，浇铸温度：1580-1620摄氏度，水流喷射速度：7-10米/秒，钢液流速：0.7-1米/秒，回火温度：400摄氏度以上。4.根据权利要求2所述的一种高铬合金强化铸钢丸的制造方法，其特征在于，所述步骤s3中使用沸腾干燥器进行干燥。

技术总结
本发明公开了一种高铬合金强化铸钢丸及制造方法，涉及冶金技术领域。本发明其化学成分按质量百分比计为：0.45-0.65％碳，0.4-1.1％硅，0.7-1.1％锰，1.0-1.2％铬，0-0.05％硫，0-0.5％磷，0.001-0.01％硼。本发明在含碳量一定的情况下，向熔融的液里面添加少量硼的元素马氏体-贝氏体组织，含量可以达到94％-100％。而且硬度也有相当的提高，达到了HRC65-67，不需要再次进行猝火。硼元素同时也可以提高钢丸的热处理性能，比如可以提高它的抗氧化性和表面的张力，有效提升了钢丸的韧性和耐磨性能，通过流水线形式连续完成了钢丸的熔炼、成丸、淬火、烘干、筛分、选圆、防锈、回火、检测和包装等工序，省却了人工输送搬运、人工卸料等重复性高且劳动强度大的工作，大大的提高了钢丸的加工效率。丸的加工效率。丸的加工效率。


技术研发人员：王梦茜 王瑞 王奇 冯艳华
受保护的技术使用者：江苏通略金属制品有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/8/9