CN1580311A - 一种钒钛铬合金钢球及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种钒钛铬合金钢球,它是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成。它是将含有钒钛铬的钢材切割成所需尺寸的方形块材,把方形块材加热到1100℃~1150℃进行模锻成球形体,待球形体自然冷却到780℃~830℃后放进温度为35℃~45℃之间的清水中进行滚动式淬火,然后放进机油中进行回火即为成品。本发明耐磨性能好,表面硬度达到HRC55~HRC60,破碎率低于0.3%,冲击韧性好,达到14J~17J,失圆率低于3%,并具有很高的高温度强度和耐腐蚀性能。
Description
(一)、所属技术领域
本发明涉及一种钢球及其制造方法,特别是一种钒钛铬合金钢球及其制造方法。
(二)、技术背景
现有的钢球一般是由铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成,即是用普通钢材或优质碳素钢制造而成,其制造方法是将切割成半成品的钢材加热到1100℃~1150℃后放入清水中进行淬火,淬火后即成的成品,或者淬火后放进回火炉中进行回火,由于回火炉的温度不好控制,容易使炉内某局部温度达到250℃~400℃之间,使半成品因受热不均匀而形成不可逆转的第一类钢的脆性,这样一来,产品因韧性小于10J而使其破碎率达到10%以上,而且硬度低,其硬度只达到HRC45度~HRC52度之间,失圆率高,达到10%~30%之间。按照上述方法制成的钢球还存在着耐高温性能差,当钢球温度达到200℃以上时,其强度显著降低,而且其磨耗高和耐腐蚀性差。
(三)、发明内容
本发明的目的就是提供一种耐高温、高强度、耐磨性强和耐腐蚀的钒钛铬合金钢球。
本发明的另一个目的就是提供上述钒钛铬合金钢球的制造方法。
本发明的第一个目的是通过这样的技术方案实现的,它是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成,其各自占总重量的百分比含量为:钒(V):0.06~0.10,钛(Ti):0.04~0.10,铬(Cr):0.10~0.15,碳(C):0.55~0.90,硅(Si):0.28~0.90,锰(Mn):0.80~1.70,磷(P):0~0.03,硫(S):0-0.035,其余为铁(Fe)。
本发明的第二个目的是通过这样的技术方案实现的,它是按如下的步骤进行的:
(1)含有钒钛铬的钢材切割成所需尺寸的方形块材;
(2)把方形块材放入加热炉中加热到1100℃~1150℃,然后将其放到锻打设备上进行模锻成球形体;
(3)待球形体自然冷却到780℃~830℃时,将其放进温度为35℃~45℃之间的清水中进行滚动式淬火;淬火时,清水的温度很重要,低于35℃,钢球淬火后容易破碎,高于45℃,淬火后,钢球硬度偏低,达不到要求,最佳温度为38.5℃。
(4)将淬火后的球形体放进机油中进行回火,回火温度是150℃~249℃之间,回火时间在2小时~6小时之间;由于机油可以使钢球受热均匀,而且容易控制机油的温度,因此采用机油进行回火。回火时间跟钢球尺寸相关,一般直径在30毫米~60毫米的钢球,回火时间为2小时;直径在70毫米~100毫米的钢球,回火时间为3.5小时;直径在110毫米~130毫米的钢球,回火时间为5小时等。
(5)回火后的球形体即为成品。
由于采用了上述技术方案,本发明具有如下的优点:
1.耐磨性能好,表面硬度达到HRC55~HRC60;
2.破碎率低于0.3%,冲击韧性好,达到14J~17J,;
3.失圆率低于3%;
4.具有很高的高温度强度和耐腐蚀性能。
(四)、具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
本发明是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成,其各自占总重量的百分比含量为:钒(V):0.06~0.10,钛(Ti):0.04~0.10,铬(Cr):0.10~0.15,碳(C):0.55~0.90,硅(Si):0.28~0.90,锰(Mn):0.80~1.70,磷(P):0~0.03,硫(S):0-0.035,其余为铁(Fe)。
本发明它的各个组分占总重量的百分比含量最佳值为:钒(V):0.08,钛(Ti):0.04,铬(Cr):0.12,碳(C):0.70,硅(Si):0.60,锰(Mn):1.00,磷(P):0.03,硫(S):0.03,其余为铁(Fe)。
本发明是按如下的步骤进行的:
(1)含有钒钛铬的钢材切割成所需尺寸的方形块材;
(2)把方形块材放入加热炉中加热到1100℃~1150℃,然后将其放到锻打设备上进行模锻成球形体;
(3)待球形体自然冷却到780℃~830℃时,将其放进温度为35℃~45℃之间的清水中进行滚动式淬火;淬火时,清水的温度很重要,低于35℃,钢球淬火后容易破碎,高于45℃,淬火后,钢球硬度偏低,达不到要求,最佳温度为38.5℃。
(4)火后的球形体放进机油中进行回火,回火温度是150℃~249℃之间,回火时间在2小时~6小时之间;由于机油可以使钢球受热均匀,而且容易控制机油的温度,因此采用机油进行回火。回火时间跟钢球尺寸相关,一般直径在30毫米~60毫米的钢球,回火时间为2小时;直径在70毫米~100毫米的钢球,回火时间为3.5小时;直径在110毫米~130毫米的钢球,回火时间为5小时等。
(5)回火后的球形体即为成品。
上述方法中,回火温度的最好为200℃。
为了使钢球受热更加均匀,在机油中掺有机油总重量的1%~5%的工业用盐。工业用盐最佳值为占机油总重量的2%。工业用盐可以是氯化钠。
Claims (6)
1.一种钒钛铬合金钢球,它是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成,其各自占总重量的百分比含量为:钒(V):0.06~0.10,钛(Ti):0.04~0.10,铬(Cr):0.10~0.15,碳(C):0.55~0.90,硅(Si):0.28~0.90,锰(Mn):0.80~1.70,磷(P):0~0.03,硫(S):0-0.035,其余为铁(Fe)。
2.如权利要求1所述的钒钛铬合金钢球,它的各个组分占总重量的百分比含量为:钒(V):0.08,钛(Ti):0.04,铬(Cr):0.12,碳(C):0.70,硅(Si):0.60,锰(Mn):1.00,磷(P):0.03,硫(S):0.03,其余为铁(Fe)。
3.如权利要求1所述的钒钛铬合金钢球的制造方法,它是按如下的步骤进行的:
(1)将含有钒钛铬的钢材切割成所需尺寸的方形块材;
(2)把方形块材放入加热炉中加热到1100℃~1150℃,然后将其放到锻打设备上进行模锻成球形体;
(3)待球形体自然冷却到780℃~830℃时,将其放进温度为35℃~45℃之间的清水中进行滚动式淬火;
(4)将淬火后的球形体放进机油中进行回火,回火温度是150℃~249℃之间,回火时间在2小时~6小时之间;
(5)回火后的球形体即为成品。
4.如权利要求3所述的钒钛铬合金钢球的制造方法,其特征在于回火温度是200℃。
5.如权利要求3或4所述的钒钛铬合金钢球的制造方法,其特征在于在机油中掺有机油总重量的1%~5%的工业用盐。
6.如权利要求5所述的钒钛铬合金钢球的制造方法,其特征在于在机油中掺有机油总重量的2%的工业用盐。
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