CN101774158B

CN101774158B - 船舶专用表面清理混合磨料

Info

Publication number: CN101774158B
Application number: CN2010101121240A
Authority: CN
Inventors: 韩庆吉
Original assignee: ZIBO TAA METAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZIBO TAA METAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: CN101774158A

Abstract

船舶专用表面清理混合磨料，属于混合金属磨料技术领域，具体涉及一种船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处表面清理用混合金属磨料。其特征在于：将低碳合金钢丸与铬钼合金钢砂按照重量配比为10％～30％∶70％～90％的比例混合制成。本发明所用的低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂具有良好的耐破碎、耐冲击和抗疲劳性能，在清理金属表面的过程中不会产生大量粉尘，对金属表面的清洁起到了很好的效果。选用合理的配比对于达到规定的粗糙度和盐分值要求也起到了良好的作用，提高了清理效率，降低了生产成本，节约了能耗。

Description

船舶专用表面清理混合磨料

技术领域

船舶专用表面清理混合磨料，属于混合金属磨料技术领域，具体涉及一种船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处表面清理用混合金属磨料。

背景技术

国际海事组织于2006年11月29日～12月8日在土耳其伊斯坦布尔召开第82届海上安全委员会会议并通过了《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》(PSPC标准)。为保证保护涂层性能的要求，PSPC标准对涂装前的表面清理质量包括粗糙度、灰尘和盐分值提出了更高的要求：表面粗糙度30～75um，盐分值相当于氯化钠≤50mg/m²，清理等级达到Sa2.5级以上。Sa2.5级清理等级要求工件表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物、和其它外来物质(疵点除外)，但疵点限定为不超过每平方米表面的3％。传统的金属磨料，无论是采用单一的金属磨料还是混合的金属磨料，在抛打船舶件的钢板表面时，难以同时达到表面粗糙度、清理等级和盐分值等级的要求。其主要原因就在于传统的金属磨料内部组织缺陷较多，易破碎，使用寿命短。采用100％替代法测定低碳合金钢丸的ERVIN循环寿命为2971次，高碳钢砂的ERVIN循环寿命为2000～2800次[高洪举等，抛喷丸清理用低碳铸钢丸ERVIN循环寿命的研究，中国铸造装备与技术，2009年第3期第11～12页]。传统清理钢板表面用高碳钢丸，由于高碳钢丸的含碳量高，生产的过程中很容易出现缩松、裂纹、空心等缺陷，而且这些缺陷是没法避免的。当这样的钢丸在使用的时候，很容易在缺陷处产生裂纹，裂纹一旦产生会使钢丸迅速破碎。而破碎的钢丸在继续抛打的过程中就会产生粉尘，粉尘量大使钢板的表面清理等级达不到要求。如果只使用钢丸清理，无法达到要求的表面粗糙度和盐分值等级。若只使用钢砂清理，在清理等级上达不到要求的等级，而且钢砂的流动性差，对机器的磨损较大。传统的混合金属磨料也主要是高碳钢丸和高碳钢砂按一定比例混合制作的。高碳钢砂的组织一般为硬度较高的马氏体组织，其棱角比较锐利，使用的时候虽然清理比较干净，但是会扩大钢板的表面粗糙度等级，对以后的上涂涂料不利。对于国际海事组织提出的这个新的PSPC标准，采用传统的混合金属磨料无论怎样的粒度配比和硬度配比都无法达到规定的要求。《中国专利》CN200810014698.7公开了一种清理不锈钢板用混合金属磨料及制作工艺，该混合磨料用于不锈钢行业冷轧不锈钢板表面除鳞处理(抛丸处理)，取得了明显的有益效果，但仍不能满足PSPC标准对表面清理后粗糙度、灰尘和盐分值的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种内部缺陷少，不易破碎，使用寿命长的船舶专用表面清理混合磨料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该船舶专用表面清理混合磨料，其特征在于：将低碳合金钢丸与铬钼合金钢砂按照重量配比为10％～30％∶70％～90％的比例混合制成，所述低碳合金钢丸为S330或S170、S230、S280、S330或S390中的任意三种或三种以上的等比例混合物；所述铬钼合金钢砂为G25、G40、G50和G80的混合物，混合比例为0≤G25≤30％，40％≤G40≤70％，0≤G50≤45％，0≤G80≤15％。

所述的低碳合金钢丸的制作工艺步骤为：

a、熔炼：采用电弧炉或中频感应炉熔炼，温度为1600℃～1640℃，化学成分按重量百分比为：碳0.08％～0.20％，硅0.10％～0.20％，锰1.0％～1.5％，硫≤0.020％，磷≤0.025％，其余为铁；

b、造粒：采用离心造粒成型；

c、烘干：将造粒成型后的低碳合金钢丸放入烘干炉内烘干；

d、粗分：将烘干的低碳合金钢丸放入不同筛目的筛网上进行粗略筛选；

e、淬火：将粗分的低碳合金钢丸加热到890～920℃后保温15～40min水冷；

f、回火：将低碳合金钢丸加热到180℃～260℃保温60～80min后空冷；

g、精筛：用不同筛目的筛分选出粒度不同的低碳合金钢丸。

低碳合金钢丸的洛氏硬度为40-50HRC。

所述的铬钼合金钢砂的制作工艺步骤为：

a、熔炼：采用电弧炉或中频感应炉熔炼，温度为1590℃～1640℃，化学成分按重量百分比为：碳0.85％～1.20％，硅0.60％～1.50％，锰0.60％～1.50％，铬0.10％～0.45％，钼0.10％～0.45％，硫≤0.020％，磷≤0.025％，其余为铁；

b、造粒：采用离心造粒成型；

c、烘干：将造粒成型后的铬钼合金钢丸放入烘干炉内烘干；

d、粗分：将烘干的铬钼合金钢丸放入不同筛目的筛网上进行粗略筛选；

e、淬火：将粗分后铬钼合金钢丸加热到780～820℃保温15～40min后水冷；

f、破碎：将铬钼钢丸直接进行破碎形成钢砂；

g、回火：将铬钼合金钢砂加热到回火温度，保温60～80min后空冷；

h、精筛：用不同筛目的筛分选出粒度不同的铬钼合金钢砂。

步骤g中的回火温度为380℃～450℃，获得洛氏硬度为50～60HRC的低硬度铬钼合金钢砂。

步骤g中的回火温度为180℃～260℃，获得洛氏硬度为60～65HRC的高硬度铬钼合金钢砂。

与现有技术相比，本发明的船舶专用表面清理混合磨料所具有的有益效果是：低碳合金钢丸与铬钼合金钢砂以这种配比对金属表面的清理效果比以往的那些磨料清理效果要好，主要体现在清理等级、表面粗糙度和盐分值上。以往的钢丸、钢砂在清理压载舱和双层船侧的时候无论采取单一品种，还是混合的磨料都无法清理干净。采用单一品种的钢丸或钢砂，清理的时候表面粗糙度或清理等级不能达到标准要求。采用一般混合的金属磨料清理时，在清理等级上达不到标准要求。本发明的混合磨料克服了这两点，在抛打金属表面的时候，即达到要求的表面粗糙度，又保证清理的表面干净无污染。由于本发明所用的低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂具有良好的耐破碎、耐冲击和抗疲劳性能，在清理金属表面的过程中不会产生大量粉尘，对金属表面的清洁起到了很好的效果。选用合理的配比对于达到规定的粗糙度和盐分值要求也起到了良好的作用。本发明混合磨料的高寿命有效地提高了清理效率，降低了生产成本，节约了能耗。

实施方式1：

采用如下工艺步骤制作低碳合金钢丸：

具体实施方式

b、造粒：采用离心造粒成型；

c、烘干：将造粒成型后的低碳合金钢丸放入烘干炉内烘干；

e、淬火：将粗分的低碳合金钢丸放入滚筒炉内加热到890～920℃后保温15～40min水冷；

f、回火：将低碳合金钢丸放入回火炉内加热到180℃～260℃保温60～80min后空冷，回火后所得低碳合金钢丸的洛氏硬度为40～50HRC；

g、精筛：用不同筛目的筛分选出粒度不同的低碳合金钢丸，主要规格包括S170、S230、S280、S330和S390。

采用如下工艺步骤制作铬钼合金钢砂：

b、造粒：采用离心造粒成型；

c、烘干：将造粒成型后的铬钼合金钢丸放入烘干炉内烘干；

e、淬火：将粗分后铬钼合金钢丸放入滚筒炉内加热到780～820℃保温15～40min后水冷；

f、破碎：将铬钼钢丸直接进行破碎形成钢砂；

g、回火：将铬钼合金钢砂放入回火炉内加热到180℃～260℃保温60～80min后空冷，获得高硬度铬钼合金钢砂，高硬度铬钼合金钢砂的洛氏硬度为60～65HRC；

h、精筛：用不同筛目的筛分选出粒度不同的铬钼合金钢砂，主要规格包括G25、G40、G50和G80。

取S170、S230、S280、S330或S390中的任意三种或三种以上，按等比例混合，或仅取S330钢丸，制得低碳合金钢丸混合物。

取G25、G40、G50和G80的铬钼合金钢砂，按照混合比例为0≤G25≤30％，40％≤G40≤70％，0≤G50≤45％，0≤G80≤15％混合，获得铬钼合金钢砂混合物。

将混合好的低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂按照重量配比为10％～30％：70％～90％的比例混合，即得到船舶专用表面清理混合磨料。使用该混合磨料对船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所用钢板进行表面清理试验，各实施例混合配比数据及实验结果如表1所示：

表1混合磨料及其表面清理试验结果(重量百分比)

实施方式2：

铬钼合金钢砂工艺步骤g中，将铬钼合金钢砂放入回火炉内加热到380℃～450℃保温60～80min后空冷，获得洛氏硬度为50～60HRC低硬度铬钼合金钢砂，采用该低硬度铬钼合金钢砂与低碳合金钢丸按配制混合磨料，配比参数与实施方式1中各实施例相同。

低碳合金钢丸的含碳量低，经淬火、回火处理后，其金相组织为低碳板条状回火马氏体，断裂韧度高，耐冲击，在抛打金属表面的时候不易破碎，使用寿命长。高硬度铬钼合金钢砂经淬火回火处理后的金相组织为片状的回火马氏体，低硬度铬钼合金钢砂经淬火回火处理后的金相组织为片状的回火屈氏体。铬和钼元素的加入，增加了铬钼合金钢砂的抗回火性。与传统高碳钢砂相比，铬钼合金钢砂在获得相同硬度的情况下，其回火温度可以提高，因而其韧性比传统高碳钢砂好，在使用的时候不易发生破碎。铬和钼元素的加入，提高了碳化物的硬度，因而提高了铬钼合金钢砂的耐磨性，使铬钼合金钢砂的使用寿命比传统高碳钢砂大大提高。为进一步提高低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂的使用寿命，杂质元素硫的质量百分比含量控制在0.020％以下，磷的质量比分比控制在0.025％以下，而传统的低碳合金钢丸和高碳钢丸(砂)中，其杂质元素硫和磷的质量百分比含量都是控制在0.050％以下。在钢丸成型过程中，硫和磷偏聚在钢丸内的最后凝固区造成疏松和开裂。本发明的混合磨料所用的低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂的硫含量降低到0.020％以下，磷含量降低到0.025％以下，避免了硫和磷的偏聚引起的疏松和开裂。

低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂的混合，钢丸起到了有效的润滑作用。在铬钼合金钢砂对金属表面做有效清理的同时，钢丸起了强化金属表面的作用，提高了抗腐蚀性。低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂在制作的过程中有效控制了钢丸和钢砂表面的含盐量和附着物，能在清理的时候最大限度的降低钢板表面的盐分值，将清理等级达到2.5级以上。如果只是采用低碳合金钢丸，清理等级达到要求的标准，但是表面粗糙度达不到标准；如果只采用铬钼合金钢砂进行清理，清理的表面粗糙度达到要求，可是清理等级又没有保证了。如果不加入低碳合金钢丸，铬钼合金钢砂的流动性差，对机器的损伤也较大。低碳合金钢丸和铬钼合金钢砂以合理的配比，才能使钢板表面的盐分、油脂等污物清理达到较好的效果，以达到PSPC标准的要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.船舶专用表面清理混合磨料，其特征在于：将低碳合金钢丸与铬钼合金钢砂按照重量配比为10％～30％∶70％～90％的比例混合制成，所述低碳合金钢丸为S330一种或S170、S230、S280、S330或S390中的任意三种或三种以上的等比例混合物；所述铬钼合金钢砂为G25、G40、G50和G80的混合物，混合比例为0≤G25≤30％，40％≤G40≤70％，0≤G50≤45％，0≤G80≤15％。

2.根据权利要求1所述的船舶专用表面清理混合磨料，其特征在于：所述的低碳合金钢丸的制作工艺步骤为：

b、造粒：采用离心造粒成型；

c、烘干：将造粒成型后的低碳合金钢丸放入烘干炉内烘干；

g、精筛：用不同筛目的筛分选出粒度不同的低碳合金钢丸。

3.根据权利要求2所述的船舶专用表面清理混合磨料，其特征在于：低碳合金钢丸的洛氏硬度为40-50HRC。

4.根据权利要求1所述的船舶专用表面清理混合磨料，其特征在于：所述的铬钼合金钢砂的制作工艺步骤为：

b、造粒：采用离心造粒成型；

c、烘干：将造粒成型后的铬钼合金钢丸放入烘干炉内烘干；

f、破碎：将铬钼钢丸直接进行破碎形成钢砂；

h、精筛：用不同筛目的筛分选出粒度不同的铬钼合金钢砂。

5.根据权利要求4所述的船舶专用表面清理混合磨料，其特征在于：步骤g中的回火温度为380℃～450℃，获得洛氏硬度为50～60HRC的低硬度铬钼合金钢砂。

6.根据权利要求4所述的船舶专用表面清理混合磨料，其特征在于：步骤g中的回火温度为180℃～260℃，获得洛氏硬度为60～65HRC的高硬度铬钼合金钢砂。