[发明专利]一种高耐磨抛丸机叶片及其制备方法

说明书

本发明属于抗磨抛丸机叶片技术领域，具体涉及一种高耐磨抛丸机叶片及其制备方法。高耐磨抛丸机叶片包括铸铁层与表面耐磨层，铸铁层的化学成分，以质量百分数计，包括：1～2％C、0.5～1％Si、0.5～1％Mn、7～12％Cr、0.2～0.5％B、余量为Fe；表面耐磨层的化学成分，以质量分数计，包括：3.5～4.5％C、0.5～1％Si、0.5～1％Mn、6～22％Cr、0.2～0.5％B、余量为Fe。本发明抛丸机叶片为了节约成本，采用表面渗碳和铬处理，采用铸型壳体浇注系统浇注成型，可以提高生产效率，增加经济效益。高耐磨抛丸机叶片具有高强度、冲击韧性等特点，可显著提高耐磨部件的使用寿命，使得抛丸机叶片服役周期更长。

技术领域

本发明属于抗磨抛丸机叶片技术领域，具体涉及一种高耐磨抛丸机叶片及其制备方法。

背景技术

抛丸机是通过抛丸器将钢砂钢丸高速抛落冲击在材料物体表面的一种处理技术。相比其他表面处理技术来说，它更快、更有效，并可对部分保留或冲压后的铸造过程。国内外抛丸机的应用日益广泛，不在局限在传统的零件的表面处理。抛丸机已经广泛应用于维护和修复高速公路、钢桥以及机场路面等。抛丸机主要由叶轮、定向套、分丸轮及叶片等组成。其中，抛丸器作为抛丸机的关键部位，其质量与使用寿命直接取决于叶片。

目前，国内外抛丸机叶片是整体铸造成型，抛丸机叶片在铸造过程中易产生裂纹、显微疏松、气孔、晶界夹杂物等缺陷，降低了产品的合格率；同时，抛丸机叶片在弹丸的反复冲击下，首先使得基体组织发生形变，表层的基体组织产生挤压流动，并在连续磨损下加速了抛丸机叶片的变形和材料的流失，由于反复受到周期应力的作用和弹丸的磨损，基体损伤的积累，最后甚至导致抛丸机叶片的断裂。

如果将整个抛丸机叶片的硬度和抗冲击韧性进行提升，会极大的增加生产成本。因此，研究一种表层硬度高、耐磨性较好、韧性优良、成本较低的高耐磨抛丸机叶片将具有实际的经济效益和应用前景。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种高耐磨抛丸机叶片。该材料硬度高、冲击韧性好及耐磨性优，且制备方法工艺简单、生产周期短、能耗低。

本发明的另一目的在于提供上述高耐磨抛丸机叶片的制备方法。

本发明在金属液凝固前，对其进行渗碳和渗铬处理，从而使凝固后得到的叶片表面碳和铬含量得到大幅提升。此时，铸铁表层中的共晶碳化物为M7C3型，硬度较高，具有更高的耐磨性，并且M7C3型碳化物呈块状，显著改善了基体的韧性。同时，基体组织可通过热处理而改变，有利于调整硬度和韧性，使之达到最佳匹配状态。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种高耐磨抛丸机叶片的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：取废钢、铬铁、锰铁、硅铁及纯铁按质量比例40～44％：8～9％：1～1.5％：1.5～3％：42～49.3％混合后装填入熔炼炉中，加热至融化；

2)包底冲入法：在炉内添加0.2～0.5wt％尺寸小于10mm块体硼铁；

3)除杂处理：将熔炼炉温度升至1500～1580℃，加入脱氧剂铝丝，待炉料完全溶化后进行除杂；

4)浇注成型：当钢水温度达1400～1480℃时，采用铸型壳体浇注系统(双层壳体结构)浇注成型；

5)热处理工艺：将铸件淬火处理，采取油冷方式，随后回火处理，制得高耐磨抛丸机叶片。

上述制备方法中废钢、铬铁、锰铁、硅铁、纯铁、硼铁的质量百分比之和为100％。

步骤4)所述铸型壳体浇注系统，其内壳体原料选择：5～8％水玻璃，5～10％石墨粉，5～10％高铬铸铁粉，5～10％聚乙烯醇，余量为硅砂。

步骤4)所述铸型壳体浇注系统，其外壳体为1：10的水玻璃和硅砂组成。