CN101875184B - 一种铸造锌丸的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种铸造锌丸及其生产工艺，涉及一种金属制品及其生产工艺。铸造锌丸的重量百分组成为锌大于等于99.99％，余量为其它金属和不可避免的杂质，荷载下测定的平均硬度为55HV±5HV，真圆度偏差范围在公称直径的±2.5％。所述铸造锌丸的生产工艺为：锌锭选料→物理及化学检验→高温熔化→滴定成型并冷却→超声波清洗→烘干→异型及尺寸筛选→检测→包装入库。本发明铸造锌丸具有表面真圆度高、耐久性好、硬度偏差小，颗粒尺寸小，颗粒偏差小，适用于雾化镀锌工艺和高端工件消除表面应力处理的优点；本发明所提供生产工艺可使生产出的铸造锌丸具备上述优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属制品及其生产工艺，尤其是一种用于新型雾化镀锌工艺和去除飞机等高端机械表面应力的铸造锌丸及其生产工艺。
背景技术
我国目前生产和使用的锌丸产品均采用切割、研磨的方法制得，其生产工艺主要是：拉丝-切割-研磨。通过这种方式生产所得的锌丸，因为锌金属材料较软，采用研磨撞击的方法，形状不容易控制，棱角较多，所以存在如下主要缺陷：1、表面形状偏差很大；2、硬度偏差大；3、颗粒直径范围较大；4、单位体积中可容纳的抛丸密度较小。这类锌丸产品在抛丸或喷丸过程中耐冲击性和消除应力的功能不够，容易消耗，使用寿命短；同时也不能应用于雾化镀锌工艺。特别是用于消除高端金属板材及关键零部件表面应力的抛丸处理时，缺点尤为突出，对改变工件表面应力状态、使工件表面硬化、提高零件的耐磨性和抗疲劳强度，效果不明显。
发明创造内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种表面真圆度高、耐久性好、硬度偏差小，颗粒尺寸小，颗粒偏差小，适用于雾化镀锌工艺和高端工件消除表面应力处理的铸造锌丸及其生产工艺。
本发明的技术解决方案是：
铸造锌丸，其重量百分组成为锌大于等于99.99％，余量为其它金属和不可避免的杂质，荷载下测定的平均硬度为55HV±5HV，其特征在于：所述铸造锌丸真圆度偏差范围在公称直径的±2.5％。
所述铸造锌丸颗粒范围为公称直径在0.1毫米至2.5毫米之间，颗粒偏差范围为公称直径的±2.5％。
所述铸造锌丸硬度偏差范围为±5HV。
所述铸造锌丸的耐久性能为8000转至16000转之间。
铸造锌丸是通过如下生产工艺制备的：
锌锭选料→物理及化学检验→高温熔化→滴定成型并冷却→超声波清洗→烘干→异型及尺寸筛选→检测→包装入库。
所述选料指选用元素成分比例与成品铸造锌丸一致，硬度偏差在成品铸造锌丸标准硬度±8HV范围内的锌锭为生产原材料。
所述物理及化学检验指按产品质量要求，稀有金属及杂质比例、硬度要求进行检验，必须符合上款要求。
所述高温熔化指将锌锭通过高温熔化成锌液。
所述滴定成型并冷却是指使锌液以一定速度滴出，在下落冷却过程中因金属表面张力逐步演变为锌丸，并冷却凝固成型为半成品球体。
所述超声波清洗指将成型半成品球体在清洗溶液中运用超声波清洗掉冷却溶液和其它杂质。
所述烘干是指将清洗过的成型半成品球体进行烘干。
所述筛分是指对成型半成品球体按尺寸和异型球体进行筛分。
所述检测是指对颗粒偏差、颗粒真圆度偏差比例、耐久性、硬度指标进行检测。
所述包装是指将成品按单位数量进行小包装。
本发明提供的铸造锌丸，由于采用滴铸方式生产而成，因此较切割、研磨的方法制得的锌丸，具有表面真圆度高、耐久性好、硬度偏差小、颗粒尺寸小、 颗粒偏差小的优点，比现有工艺生产的锌丸更适用于高端工件消除表面应力处理和雾化镀锌工艺。本发明提供的铸造锌丸生产工艺，由于采用液滴成型的方式生产锌丸，并通过异型及尺寸筛选，生产出的锌丸具有表面真圆度高、耐久性好、硬度偏差小、颗粒尺寸小、颗粒偏差小的特点。
具体实施方式
一种铸造锌丸，其重量百分组成为锌大于等于99.99％，余量为其它金属和不可避免的杂质。荷载下测定的平均硬度为55HV±5HV，硬度偏差范围为±5HV，铸造锌丸真圆度偏差范围在公称直径的±2.5％，颗粒偏差范围为公称直径的±2.5％，耐久性在8000转至16000转之间。
上述铸造锌丸的生产工艺为：
锌锭选料→物理及化学检验→高温熔化→滴定成型并冷却→超声波清洗→烘干→异型及尺寸筛选→检测→包装入库。
其中选料是指选用元素成分比例与成品铸造锌丸一致，硬度偏差在成品铸造锌丸标准硬度±8HV范围内的锌锭为生产原材料。
物理及化学检验指按产品质量要求，稀有金属及杂质比例，硬度要求进行检验，确保达到原料要求。
高温熔化是指在密封容器——滴定成型炉内，压力条件为一个大气压，加热温度在500至520摄氏度之间，使锌锭熔化成锌液。
滴定成型并冷却是指向已将锌锭熔化成锌液的滴定成型炉内，通入惰性气体，使压力增至10-11个大气压，打开阀门，使锌液从直径为0.2～0.5毫米的若干滴定口以9.0～10.0米/秒的速度下滴，下滴高度9.0～10.0米；下滴过程均分为四段冷却，冷却温度分别为350～420摄氏度、300～250摄氏度、100～150摄氏度、零下10～零下20摄氏度；下滴通道为密封氮气通道，第四段零下 10～零下20摄氏度环境中氮气冷却为氮溶液。在下滴过程中，锌液初始为液柱状，随下滴高度的不断改变，在金属表面张力作用下，逐步变化为锌丸，并冷却凝固成型为半成品球体。虽然每只滴定成型炉的滴定口直径是固定相同的，但由于滴定成型炉内压力一直处于动态变化中，因此液滴会出现大小不等的现象，致使冷却凝固成型的锌丸直径不一致。
超声波清洗指将成型半成品球体在清洗溶液中运用超声波清洗掉冷却溶液和其它杂质。
烘干是指将清洗过的成型半成品球体进行烘干。
筛分过程分为两步，第一步对尺寸进行筛分，第二步对真圆度进行筛分。尺寸筛分可用方式很多，比如选择合适目的筛子进行筛分，也可以让成型半成品球体滚过间距为筛分值的对滚滚筒等。真圆度筛分的方法也较多，比如回弹筛选法，也可以将成型半成品球体放到斜度为10-15度的阶梯状斜面上，阶梯有两级以上，阶梯缝隙为标准直径正负0.2毫米，成型半成品球体向前滚动，真圆度不够的异型球体落入阶梯缝隙。
检测是指对颗粒偏差，颗粒真圆度偏差比例，耐久性等关键指标进行检测。
颗粒偏差检测方式：通过随机选取20颗产品进行检测，在红外线光谱测试仪下对球体直径检测，直径偏差控制在该产品公称直径的±2.5％之内。
真圆度偏差检测方式：通过随机选取20颗产品进行检测，利用红外线投影仪，将球体投影通过全面四点定位，得到球直径之间的差异来检测产品的真圆度。
耐久性测试方法：从被测样品中随机抽样500克丸粒和备用100克丸粒，将100克丸粒全部放入Ervin(埃文)试验机中测试，Ervin(埃文)试验机设500转为一个循环，设一个循环试验后用公称直径0.1毫米标准分选筛筛取装试 验丸粒的小丸粒及灰尘，用备用丸粒补充其损失的丸粒重量，依次类推继续循环试验直至损失丸粒重量达到100克，由此推算失重100克丸粒使的转数定为耐久性。
硬度检测方法：随机收取100颗铸造锌丸进行镶嵌，镶嵌温度不超过130摄氏度，镶嵌完成后用砂轮打磨，使丸粒暴露面接近锌丸公称直径尺寸的三分之一处，然后用砂纸将丸粒面磨平，砂纸打磨过程应用湿磨，防止丸粒局部过热，然后对在此磨面上中心的20粒按DIN50311标准测试其维氏硬度，丸粒尺寸≤0.3毫米载荷为4.90牛顿(HV 0.5)，丸粒尺寸0.4-2.5毫米载荷为9.81牛顿(HV 1)，每个丸粒测一点，20个硬度值相加后取算术平均值，并且其任何测试值必须在规定的该级硬度范围。
包装是指将成品按客户要求的重量标准分袋包装，包装袋采用牛皮纸制成，打上产品批次编号，出厂日期，生产厂家等主要信息，入库。
Claims (1)
1.一种铸造锌丸的生产工艺，所述铸造锌丸的重量百分组成为锌大于等于99.99%，余量为其它金属和不可避免的杂质，荷载下测定的平均硬度为55 HV ±5 HV；所述铸造锌丸真圆度偏差范围在公称直径的±2.5%；所述铸造锌丸颗粒范围为公称直径在0.1毫米至2.5毫米之间，颗粒偏差范围为公称直径的±2.5%；所述铸造锌丸硬度偏差范围为±5HV；所述铸造锌丸的耐久性能为8000转至16000转之间；制备所述铸造锌丸的生产工艺为：锌锭选料→物理及化学检验→高温熔化→滴定成型并冷却→超声波清洗→烘干→异型及尺寸筛选→检测→包装入库；所述高温熔化是指在密封容器——滴定成型炉内，压力条件为一个大气压，加热温度在500至520摄氏度之间，使锌锭熔化成锌液；其特征在于：所述异型筛选为真圆度筛分的方法，所述真圆度筛分的方法是将成型半成品球体放到斜度为10-15度的阶梯状斜面上，阶梯有两级以上，阶梯缝隙为标准直径±0.2毫米，成型半成品球体向前滚动, 真圆度不够的异型球体落入阶梯缝隙；所述滴定成型并冷却是指向已将锌锭熔化成锌液的滴定成型炉内，通入惰性气体，使压力增至10-11个大气压，打开阀门，使锌液从直径为0.2～0.5毫米的若干滴定口以9.0～10.0米／秒的速度下滴，下滴高度9.0～10.0米；下滴过程均分为四段冷却，冷却温度分别为350～420摄氏度、300～250摄氏度、100～150摄氏度、零下10～零下20摄氏度；下滴通道为密封氮气通道，第四段零下10～零下20摄氏度环境中氮气冷却为氮溶液；在下滴过程中，锌液初始为液柱状，随下滴高度的不断改变，在金属表面张力作用下，逐步变化为锌丸，并冷却凝固成型为半成品球体。
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