[发明专利]一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸钢丸或铸钢砂，特别涉及一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂及制备方法，适用于钢材、铸件、锻件、热处理件的表面抛丸、喷丸、喷砂清理和强化，属于金属磨料技术领域。

背景技术

目前国内外使用的铸钢丸或铸钢砂产品，分为高、低碳两类，主要存在以下问题：一方面是满足GB/T18838.3-2008高碳铸钢丸和砂、SFSA20-66铸钢磨料、SAE J827-1996铸钢丸、SAE J1993-1996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铸钢丸和砂标准的高碳铸钢丸、高碳铸钢砂，主要成分为C：0.80～1.20wt％，碳量高，属过共析钢成分，雾化凝固成丸后，铸态组织中存在严重的成分偏析现象，冷却到室温后形成高碳片状马氏体组织，高碳铸钢丸产生大量的裂纹，虽经再次加热淬火及回火后，其成分偏析也不宜消除，且表面裂纹继续扩展，脆性仍较大，在表面抛丸、喷砂、喷丸清理和强化过程中易破碎，耗损量大；另一方面满足SAE J2175-1991低碳铸钢丸、GB/T18838.4-2008低碳铸钢丸标准的的低碳铸钢丸，主要成分C：0.08～0.20％，碳含量低，铸态凝固成丸后，组织为低碳马氏体+贝氏体混合组织，硬度≤HRC50，硬度较低，且无法破碎制成低碳铸钢砂，无法适应高硬度工件的表面抛丸、喷砂、喷丸清理和强化。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足而提供一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂，该种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂强度高、韧性好、耐冲击、耐磨损、使用寿命长。

本发明的另一目的是提供该种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂的制备方法。

一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂，其特征是，中碳铸钢丸或中碳铸钢砂的组成为C：0.35～0.65wt％、Mn：0.35～1.50wt％、Si：0～0.30wt％、S：0～0.05wt％、P：0～0.05wt％、余量为Fe。

所述的一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

1)将原料称量配料，并在中频感应电炉或电弧炉中熔炼为钢液；

2)将步骤1)得到的钢液倒入中间包，采用铝脱氧；

3)采用离心雾化或水冲击雾化法，将步骤2)脱氧后的钢液变为小液滴，液滴在钢液表面张力的作用下变为球形，落入冷却成丸水池水中，凝固成半成品铸态中碳铸钢丸；

4)从冷却成丸水池中捞出半成品铸态中碳铸钢丸，烘干；

5)将烘干的半成品铸态中碳铸钢丸在820℃～860℃下加热，保温30～40分钟后，在水中冷却，进行淬火处理，制得半成品淬火中碳铸钢丸，然后将半成品淬火中碳铸钢丸在150℃～550℃温度下，保温30～60分钟，进行回火处理，或者将烘干的半成品铸态中碳铸钢丸直接在150℃～550℃温度下，保温30～60分钟，进行回火处理，制得中碳铸钢丸；

将粒度≥2.0mm的烘干的半成品铸态中碳铸钢丸或半成品淬火中碳铸钢丸，经对辊式破碎机破碎，分别制成半成品铸态中碳铸钢砂、半成品淬火中碳铸钢砂，将半成品铸态中碳铸钢砂或半成品淬火中碳铸钢砂在150℃～500℃温度下，保温30～60分钟，进行回火处理，制得中碳铸钢砂。

所述的一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂的制备方法，步骤2)中所述的铝用量为钢液质量的0.015wt％。

所述的一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂的制备方法，步骤4)中所述的烘干为控制含水量小于0.2wt％。

所述的一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂的制备方法，步骤5)中所述的淬火处理冷却介质为50℃以下的流动水，所述的中碳铸钢丸粒度为0.1～4.0mm，所述的中碳铸钢砂粒度为0.1～2.4mm。

本发明所述的一种中碳铸钢丸或中碳铸钢砂，可改善韧性，提高耐冲击性和耐磨损性，等同硬度下比现有高碳铸钢丸产品使用寿命延长10～30％，按SAE 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3000次～3600次；比现有低碳铸钢丸产品硬度提高HRC10-15，可提高清理速度10～20％。特别适用于钢材、铸件、锻件、热处理件的表面抛丸、喷丸、喷砂清理和强化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1