[发明专利]一种合金钢丸的制备方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备合金钢丸的装置及其方法。

背景技术

在金属铸造领域，通过抛丸和喷丸处理对金属铸件进行去除毛边毛刺、除锈抛光等处理是常用的表面处理方法。其中用量最大的抛丸材料是合金钢丸和合金钢粉，合金钢丸(粉)的强度和硬度对抛丸处理至关重要。制备合金钢丸和合金钢粉的基本原理是利用一定形式和大小的能量，击碎具有内聚力的钢液，使击碎后的钢液滴在降温凝固过程中，靠自身的表面张力自收缩成丸。常用的制备方法有两种：一种是水流喷射法，通过快速喷射水将合金钢熔融液分散成小液滴，然后收缩成球状颗粒，同时激冷淬火；另一种方法是离心造丸法，合金钢熔融液通过重力落入高速旋转的造粒杯中，利用离心力将合金钢熔融液甩出，分散成细小液滴，并在飞行的过程中冷却收缩成丸。

水流喷射法的优点是合金钢熔融液在成丸过程中，同时被高速水射流激冷淬火，其金相结构是过饱和的马氏体和少量的残余奥氏体，在后处理中一般不需二次淬火处理，只需回火处理就能达到硬度和质量要求。该方法的缺点是颗粒球形度不好，需要对产品进行选圆，将非球形颗粒选除；另外由于熔融液的骤冷，容易造成合金钢丸铸态裂纹，因此成品率低。

离心造丸法的优点是合金钢丸粒度分布范围窄、气孔率低、外形圆整、粘结现象少；钢水出丸率高，产品球形度高，不需再经选圆工序以清除异形钢丸；合金钢丸出现铸态裂纹现象较少，因此与水流喷射法相比，该法的成品率要高得多。其缺点由于离心机的高速旋转，液滴被甩出的距离较远，一般需要直径超过15米的水池，合金钢熔融液在飞行的过程中逐渐降到较低温度后才落到水中，具有一定的退火作用，降低了产品的强度。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的问题，提供一种合金钢丸的制备方法和装置，它可使合金钢丸粒度分布范围窄、气孔率低、外形圆整、粘结现象少，钢水出丸率高，节约投资和运行费用。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种合金钢丸制备装置，它包括离心造丸机7、合金钢熔融液漏斗5、以离心造丸机7为中心向外方向的环形淋水装置及圆形水池1；所述环形淋水装置包括环形淋水槽3、环形喷水管6，所述环形喷水管6位于环形淋水槽3中，所述环形喷水管6的下方设有若干均匀分布的喷水口，所述环形淋水装置由两个以上的支撑架2支撑；所述环形喷水管6与两个以上的进水管4连接，所述合金钢熔融液漏斗5位于离心造丸机7的上方，所述离心造丸机的顶部设有造丸杯。

所述环形淋水槽3的直径为Ф2m～Ф10m，所述环形淋水槽3的两边上沿为锯齿形。

所述环形淋水槽3的直径为Ф4m～Ф8m，所述环形淋水槽3的两边上沿不同位置的高度差为3mm以下，以利于淋水均匀，所述环形淋水槽3的深度为300mm。

所述环形喷水管6的下方的喷水口为Ф2mm～Ф3mm圆孔，其相隔间距为10～21mm。

所述进水管为4～8个。

使用上述装置制备合金钢丸的方法，它包括以下步骤：

a.开启进水管阀门，冷却水通过进水管4和环形喷水管6的喷水口进入淋水槽3，调节总进水量为30～60m³/h，使水从环形淋水槽3的两边锯齿形上沿均匀流下，形成两道均布的水帘。

b.开启离心造丸机，通过调频器调节离心造丸机7的转速800～1000转。

c.将合金钢熔融液通过钢水中间包倒入合金钢熔融液漏斗5，合金钢熔融液通过合金钢熔融液漏斗5落入位于离心造丸机顶部的造丸杯内，合金钢熔融液通过高速旋转的造丸杯被甩出，并形成细小的熔融液滴。

d.熔融液滴在飞行的过程中逐渐降温，凝固成细小固体颗粒，即合金钢丸，随即被环形淋水槽3上落下的水帘骤冷淬火，然后落入水中。

e.将合金钢丸从水中捞出，进行后续的处理，即得合金钢丸。

本发明所述的环形淋水装置，环形淋水槽中的环形喷水管的喷水口在管子的下方，使水从管内出来后向下喷水，以减少对槽内上水面的扰动。

淋水装置的设计和安装要保证水以帘状的形式各处均匀落下，形成一个水的屏障。合金钢丸在被高速旋转的离心造丸杯甩出，并在飞行过程中冷却成球状颗粒，在降低到大约800-900℃后，被由环形淋水装置上以帘状形式落下的水进行淬火处理，然后落入水池的水中。环形淋水槽的直径大小可根据所生产的合金钢丸的大小、离心造丸机的转速来确定，其原则是在合金钢熔融液被甩出后，已经凝固成固体颗粒的瞬间，马上接触到水帘屏障。

本发明与现有技术相比具有的有益效果为：