[发明专利]一种高性能钢丸的制备方法

说明书

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；