[发明专利]高强度碳化硅钢球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，具体地，涉及一种高强度碳化硅钢球及其制备方法。

背景技术

轴承（Bearing）是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数（friction coefficient），并保证其回转精度。而轴承钢球的强度及其耐用性直接影响了轴承回转的精确度。

在机器的使用过程中，轴承处于连续高强度的工作状态，且轴承及其钢球的强度等机械性能的优劣会直接影响机器正常运转。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度碳化硅钢球及其制备方法，该高强度碳化硅钢球具有抗折强度高、洛氏硬度高及抗压强度高等优异的机械性能；具且使用寿命长，运转精确度高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度碳化硅钢球的制备方法，所述制备方法包括：

将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁混合后进行熔炼；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行热处理即制得所述高强度碳化硅钢球；

其中，按照重量份计，所述球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁的用量比为100：10-19：0.5-3.5：1.1-2.9：0.15-0.55：0.55-0.95：1.1-1.5：0.11-0.16：1.25-4.65。

通过上述技术方案，本发明中将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁混合后进行熔炼按照特定的比例进行混合后，依次进行熔炼、精炼剂热处理最后制得钢球；该方法制得的高强度碳化硅钢球具有抗折强度高、洛氏硬度高及抗压强度高等优异的机械性能；具且使用寿命长，运转精确度高。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种高强度碳化硅钢球的制备方法，所述制备方法包括：

将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁混合后进行熔炼；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行热处理即制得所述高强度碳化硅钢球；

其中，按照重量份计，所述球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁的用量比为100：10-19：0.5-3.5：1.1-2.9：0.15-0.55：0.55-0.95：1.1-1.5：0.11-0.16：1.25-4.65。

本发明中，所使用的锰铁中碳的含量可以在宽的范围控制，但是为了进一步提高制得的钢球的强度，优选地，所述锰铁中碳的含量为0.6%-1.2%。

本发明中，所使用的精炼的具体条件可以在宽的范围内选，但是为了提高精炼的效果进而提高制得的钢球的强度，优选地，所述精炼过程为：加入精炼剂，在1400-1500℃进行第一次精炼，时间为2-3h；接着以50-60℃/h升温到1700-2000℃进行第二次精炼，时间为2-4h。

本发明中，所使用的精炼剂的种类可以在宽的范围内选，但是为了进一步提高制得的钢球的强度，优选地，所述精炼剂是由以下方法制备而得：将所述黏土、铼、氧化铈、碳纤维、硅钡和牌号KH570的硅烷偶联剂进行混合、加热熔融，最后冷却、干燥后破碎成颗粒平均粒径为10-15mm的所述精炼剂。

另外，在精炼剂的制备过程中，各原料的具体用量可以在宽的范围内调节控制，但是为了提高制得的精炼剂的使用效果，优选地，所述黏土、铼、氧化铈、碳纤维、硅钡和牌号KH570的硅烷偶联剂的重量比为100：0.05-0.15：0.5-1.6：1.5-2.5：0.15-0.28：0.35-0.55。

在上述精炼剂的制备过程中，所述加热熔融的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高熔融效果，优选地，所述加热熔融的条件为：温度为500-600℃，时间为5-8h。