CN103978131A - 一种高性能钢丸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高性能钢丸的制备方法,制备步骤是:(1)将废钢丝绳根据单丝直径进行分选,得到单丝直径相同的废钢丝绳;(2)将经分选得到的相同直径的废钢丝绳用拆丝机进行拆解成钢丝;(3)将拆解后的钢丝送入氢退炉中进行退火处理;(4)将经退火处理的钢丝拉直,然后进行冷拔加工;(5)将冷拔后的钢丝切割成长度与冷拔后钢丝直径相同的圆柱体;(6)将步骤(5)切割得到的圆柱体表面进行抛磨处理,筛分后,制得高性能钢丸,包装入库。优点是:机械性能好,使用寿命长,以废钢丝绳为原料,成本低廉,实现了废钢丝绳高附加值并且节能环保。
Description
技术领域
本发明属于金属磨料技术领域,特别涉及一种高性能钢丸的制备方法。
背景技术
铸钢丸主要分为高碳铸钢丸和低碳铸钢丸两类。由于低碳铸钢丸形成的畸形丸多且不能破碎成钢砂而只能成废品,并且生产时原料要求严格,成本高于高碳铸钢丸近20%,而使用寿命只高于高碳铸钢丸30%,与高碳铸钢丸相比性价比没有明显优势,在国内外未被广泛使用,因此,现在仍以使用高碳铸钢丸为主。根据GB/T18838.3-2008高碳铸钢丸和砂、SFSA20—66铸钢磨料、SAE J827-1996铸钢丸、SAEJ1993-1996高碳铸钢砂、YB/T5149-1993铸钢丸、YB/T5150-1993铸钢砂、ISO11124-3-1993高碳铸钢丸和砂、JIS G5903-1975铸钢丸和砂、DIN 8201-2-1985铸钢丸和砂等国内外的标准的要求化学成分为C:0.8-1.2%;Mn:0.35-1.2;SI:0.4-1.2;S、P≦0.05,金相组织为高碳片状回火马氏体。
目前,高碳铸钢丸的生产工艺为废钢熔炼到1550℃-1580℃,调好成分后离心雾化或高压水、气冲击造粒水冷固化成丸,经850℃淬火后选出畸形丸后回火、冷却、筛分成不同等级的高碳铸钢丸。其缺点是:粒度分布难以控制,熔炼、淬火、回火等工序能耗高,其金相组织为回火马氏体,欧文寿命为2000-3000次,生产过程中有污染,生产的钢丸有空心、裂纹、畸形等缺陷影响使用寿命,在抛喷丸使用过程中易破碎,损耗量大,即浪费资源又产生粉尘,导致操作者的工作环境及其恶劣。
工矿企业、油田、港口等行业每年淘汰下来大量废钢丝绳,国内废钢丝绳年产生量在200万吨以上,废旧钢丝绳存放不当容易腐蚀从而减小了利用率,既污染环境又占空间,目前废旧钢丝绳只能做简单加工利用,附加值低且不环保。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种机械性能好、使用寿命长、生产成本低、节能环保的高性能钢丸的制备方法。
本发明的技术解决方案是:
一种高性能钢丸的制备方法,其具体步骤如下:
(1)将废钢丝绳根据单丝直径进行分选,得到单丝直径相同的废钢丝绳;
(2)将经分选得到的相同直径的废钢丝绳用拆丝机进行拆解成钢丝,拆解时,每根钢丝的长度拆解至100m~1000m;
(3)将拆解后的钢丝送入氢退炉中在 400℃~700℃下进行退火处理2min~5min;
(4)将经退火处理的钢丝拉直,然后进行冷拔加工,冷拔至直径为0.15 mm~2.5mm;
(5)将冷拔后的钢丝切割成长度与冷拔后钢丝直径相同的圆柱体;
(6)将步骤(5)切割得到的圆柱体表面进行抛磨处理,筛分后,制得高性能钢丸,包装入库。
冷拔时,冷拔后钢丝的直径根据所要生产的钢丸的直径增加5‰~10‰的正公差。
所述废钢丝绳的钢号为45号钢~80号钢,废钢丝绳中硫的质量百分含量≤0.04%,磷的质量百分含量≤0.04%。
本发明的有益效果:
以废钢丝绳为原料,成本低廉,实现了废钢丝绳高附加值并且节能环保。
拆解后的钢丝在氢退炉中进行退火处理,提高钢丝的强度和延展性,得到的高性能钢丸金相组织得到改观,由马氏变为均匀的形变珠光体,欧文寿命达到6000次~8000次,可以改善韧性,提高耐冲击性和耐磨损性;通过抛磨处理,进一步增加强度、硬度和韧性,使产品的外观及强度均达到成品钢丸要求,等同硬度下比现有高碳铸钢丸产品使用寿命延长250%~300%,比传统钢丸的硬度提高HRC10-15,可提高清理速度10%~30%,特别适用于现有的抛喷丸清理与强化的需求。
该方法制备的高性能钢丸粒度实现可控,无需熔炼、淬火工艺,更加节能环保,大幅降低了加工成本。
具体实施方式
实施例1 制备直径为0.15 mm的高性能钢丸
(1)将废钢丝绳(72号钢,S≤0.04wt%,P≤0.04wt%)根据单丝直径进行分选,得到单丝直径相同的废钢丝绳;
(2)将经分选得到的相同直径的废钢丝绳用拆丝机进行拆解成钢丝,拆解时,每根钢丝的长度拆解至100m;
(3)将拆解后的钢丝送入氢退炉中在 400℃下进行退火处理5min;
(4)将经退火处理的钢丝拉直,然后进行冷拔加工,冷拔至直径为0.1515mm(比目标钢丸直径正公差10‰);
(5)将冷拔后的钢丝切割成长度为0.1515mm圆柱体;
(6)将步骤(5)切割得到的圆柱体表面进行抛磨处理,筛分后,制得高性能钢丸,包装入库。产品的金相组织为均匀形变珠光体;按SEA J445-1996金属丸砂性能测试中规定的ERVIN欧文寿命100%替代法测定,可达到6000~8000次。
实施例2 制备直径为2.4 mm的高性能钢丸
(1)将废钢丝绳(45号钢,S≤0.04wt%,P≤0.04wt%)根据单丝直径进行分选,得到单丝直径相同的废钢丝绳;
(2)将经分选得到的相同直径的废钢丝绳用拆丝机进行拆解成钢丝,拆解时,每根钢丝的长度拆解至1000m;
(3)将拆解后的钢丝送入氢退炉中在700℃下进行退火处理2min;
(4)将经退火处理的钢丝拉直,然后进行冷拔加工,冷拔至直径为2.412mm(比目标钢丸直径增加5‰正公差);
(5)将冷拔后的钢丝切割成长度2.412mm的圆柱体;
(6)将步骤(5)切割得到的圆柱体表面进行抛磨处理,筛分后,制得高性能钢丸,包装入库。产品的金相组织为均匀形变珠光体;按SEA J445-1996金属丸砂性能测试中规定的ERVIN欧文寿命100%替代法测定,可达到6000~8000次。
实施例3 制备直径为1.5mm的高性能钢丸
(1)将废钢丝绳(60号钢,S≤0.04wt%,P≤0.04wt%)根据单丝直径进行分选,得到单丝直径相同的废钢丝绳;
(2)将经分选得到的相同直径的废钢丝绳用拆丝机进行拆解成钢丝,拆解时,每根钢丝的长度拆解至500m;
(3)将拆解后的钢丝送入氢退炉中在 600℃下进行退火处理3min;
(4)将经退火处理的钢丝拉直,然后进行冷拔加工,冷拔至直径为1.512mm(比目标钢丸直径增加8‰的正公差);
(5)将冷拔后的钢丝切割成长度为1.512mm圆柱体;
(6)将步骤(5)切割得到的圆柱体表面进行抛磨处理,筛分后,制得高性能钢丸,包装入库。产品的金相组织为均匀形变珠光体;按SEA J445-1996金属丸砂性能测试中规定的ERVIN欧文寿命100%替代法测定,可达到6000~8000次。
本发明实施例1~实施例3产品的技术指标
Claims (3)
1.一种高性能钢丸的制备方法,其特征是:具体步骤如下:
(1)将废钢丝绳根据单丝直径进行分选,得到单丝直径相同的废钢丝绳;
(2)将经分选得到的相同直径的废钢丝绳用拆丝机进行拆解成钢丝,拆解时,每根钢丝的长度拆解至100m~1000m;
(3)将拆解后的钢丝送入氢退炉中在 400℃~700℃下进行退火处理2min~5min;
(4)将经退火处理的钢丝拉直,然后进行冷拔加工,冷拔至直径为0.15 mm~2.5mm;
(5)将冷拔后的钢丝切割成长度与冷拔后钢丝直径相同的圆柱体;
(6)将步骤(5)切割得到的圆柱体表面进行抛磨处理,筛分后,制得高性能钢丸,包装入库。
2.根据权利要求1所述的高性能钢丸的制备方法,其特征是:冷拔时,冷拔后钢丝的直径根据所要生产的钢丸的直径增加5‰~10‰的正公差。
3.根据权利要求1所述的高性能钢丸的制备方法,其特征是:所述废钢丝绳的钢号为45号钢~80号钢,废钢丝绳中硫的质量百分含量≤0.04%,磷的质量百分含量≤0.04%。
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