CN102615287A

CN102615287A - 一种利用淬火破碎法生产符合pspc要求的钢丝丸的方法

Info

Publication number: CN102615287A
Application number: CN2012100830696A
Authority: CN
Inventors: 王耀明
Original assignee: Tianjin Xinchao Ast Steel & Abrasive Foundry
Current assignee: Tianjin Xinchao Ast Steel & Abrasive Foundry
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-08-01

Abstract

一种利用淬火破碎法生产符合PSPC要求的钢丝丸的方法，包括以下步骤：①将废钢丝加热到800-850℃后，快速入冷水焠火；②将淬火后的钢丝放到破碎机上进行一级破碎；③将一级破碎后的钢丝放到粉碎机上进行二级破碎，破碎后的节长在3mm以下；④将二级破碎后的钢丝放到抛射机上抛射3-5分钟后，将小于钢丝直径0.2mm的钢丸筛下，其余再反复抛射破碎，筛选合格后的成品钢丝丸直径与长度比此时已做到1∶1，表面银白色，无锈斑无杂质；⑤将筛选合格的钢丝丸进行热处理；⑥将步骤⑤回火后的钢丝丸放到六角滚筒里，去除锐角、毛刺，回火氧化皮。本发明工艺简单、易行，生产出的金属磨料粒度均匀一致、表面洁净度高、流动性好。

Description

一种利用淬火破碎法生产符合PSPC要求的钢丝丸的方法

技术领域：

本发明属于一种金属磨料的制造工艺，特别涉及一种符合国际船舶制造涂装新标准PSPC的要求金属磨料的生产工艺。

背景技术：

随着国际造船业的发展，国际船舶制造业对涂装技术提出了更高的要求，要求金属磨料直径从1.5-1.2mm降至1.0mm以下，以提高钢材表面处理的光洁度，减少涂漆厚度，增加涂料附着度和平洁度，减少船舶航行的阻力，提高船舶使用寿命。

目前造船业所使用的金属磨料，主要分两大类。一类称铸钢丸，由钢液在水池中雾化冷却成珠状，这种钢丸金相为粗大马氏体，组织松脆且中间有收缩空洞，虽经热处理，在使用中破碎严重。另一类称钢丝切丸，由废旧钢丝绳，废旧轮胎胎口钢丝切制而成，这种切丸金相为冷拉珠光体，组织致密，无空洞杂质，韧性极佳，使用中只磨耗无破碎。钢丝切丸由于具有良好的性价比，目前已在抛丸机械使用中完全取代铸钢丸，根据我厂多年实验，我们测算钢丝切丸的使用寿命是铸钢丸的10-15倍。

那么，在船舶涂装喷砂除锈中，为什么不全部采用消耗较少的钢丝切丸，而采取铸钢丸70％，钢丝切丸30％的比例混合使用呢？其原因是目前的钢丝切丸用刀具切制而成，带有很多斜面，毛刺，且很难做到直径与节长比1∶1，流动性很差，如在喷砂时全部用钢丝切丸，经常造成塞枪堵眼现象，因而在喷砂使用时只能加入大量钢丸做“润滑剂”，增加磨料流动性，我厂每月供某造船厂的混合磨料，经一定时间使用后余下的都是钢丝切丸，而铸钢丸全部消耗殆尽，致使成本上升。

PSPC标准给金属磨料制造业提出了难题。磨料在使用中，其直径应保持在1.0mm-0.5mm之间，0.5mm以下随机报废，以避免在工件喷砂后沾有粉尘。国内某造船厂新车间投产，设计投入磨料600吨，日处理工段6000m2。此厂开工购进钢丸400吨，钢丸破碎钢砂200吨，开工一个月，磨料消耗就超过50％，库存磨料已无法完成日工段6000m2加工任务，供用两家形成法律纠纷。

PSPC标准，规定磨料直径为1.0mm-0.5mm之间，给磨料制造业提出的新问题是：①既要磨料颗粒小，又要增加使用寿命，铸钢丸已很难做到；钢丝切丸使用寿命长，但怎么才能让其符合PSPC标准要求呢？钢丝切丸用圆盘飞刀切制，钢丝越细，成品形状越不好，如长节、斜面、弯钩等残次品越多。目前国内市场见到的1.0mm以下切丸，只有韩国进口产品做到了直径与节长比1∶1，但售价都在10000元/吨以上(国内产品目前售价4500元以下)。②使用寿命与流动性的矛盾。韩国进口的钢丝切丸严格做到1∶1标准，因也是飞刀切制，其流动性也不能满足喷砂要求。国产钢丝切丸直径与节长比最低在1∶2-1∶5左右，其流动性就更不能满足使用要求，用它来完全取代铸钢丸也是不可能的。

发明内容：

本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种金属磨料的生产工艺，该生产工艺简单、易行，生产出的金属磨料粒度均匀一致、表面洁净度高、流动性好。

如上构思，本发明的技术方案是：一种利用淬火破碎法生产PCPC钢丝丸的方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将废钢丝加热到800-850℃后，快速入冷水焠火；

②将淬火后的钢丝放到破碎机上进行一级破碎，其破碎后的节长小于5mm；

③将一级破碎后的钢丝放到粉碎机上进行二级破碎，破碎后的节长在3mm以下；

④将二级破碎后的钢丝放到抛射机上抛射3-5分钟后，将小于钢丝直径0.2mm的钢丸筛下，其余再反复抛射破碎，直到全部合格为止，筛选合格后的成品钢丝丸直径与长度比此时已做到1∶1，表面银白色，无锈斑无杂质；

⑤将筛选合格的钢丝丸进行热处理，加热温度550℃，恒温1小时，在容器内保温4小时自然冷却，这时硬度达到HRC55度，实现了硬度与韧性的统一；

⑥将步骤⑤回火后的钢丝丸放到六角滚筒里，去除锐角、毛刺，回火氧化皮，增加了钢丝丸表面的圆润性和流动性。

上述破碎机包括支架、安装在支架上的箱体外壳、安装在箱体中部的主轴和与主轴垂直固装的破碎板；主轴将箱体分为上、下箱体，上箱体上部为进料口、下箱体底部为出料口。

上述破碎板的长度与箱体外壳的直径之间的差距小于1cm。

上述箱体外壳采用Mn18合金。

本发明采用的材质为高碳钢(72A或65mn)，这种材料硬度高、韧性好、耐冲击，在高温加热后激冷(俗称淬火)会产生很大脆性，经一定温度再加热缓慢冷却(俗称回火)又会恢复原有的硬度与韧性。淬火解决了钢丝的加工难度，回火又能保持钢丝的原有特性，利用高碳钢激冷变脆的原理。这是淬火破碎法生产PCPC钢丝丸的理论基础。

本发明具有如下的优点和积极效果：

1、材料选择非常广泛，生产成本低。本发明可选用全部高碳材质的废旧的钢丝，如钢丝加工厂的乱钢丝团，钢丝制成品厂的料头、乱丝、断丝钢丝绳，打节钢丝绳套，钢丝切丸加工时的切头、余料、乱丝、旧轮胎回收炼油后的钢丝，橡胶再生产产生的大量毛丝，这些材料每吨比飞刀切丝用的钢丝每吨采购价低1000元以上。

2、本发明可将所有材料全部破碎，无切头切尾乱丝产生，成品率可提高10％以上，节省材料费300元/吨。

3、本发明生产出的钢丝丸是标准的圆柱形小段，粒度均匀一致、表面无斜面、毛刺、其断面成直角、外圆角全部在R10度以上，流动性好。在喷砂施工时，不用再配合钢丸一起使用，因而大大减少磨料消耗，同时也提高了喷砂车间工作效率。其加工工段表面洁净度、粗糙度与油漆消耗指数均达到PSPC标准，且降低磨料消耗70％以上。

附图说明：

图1是破碎机的主视图；

图2是图1的A-A剖面图。

具体实施方式：

一种利用淬火破碎法生产PCPC钢丝丸的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1、选择轮胎钢丝(其材质为72A)或钢丝绳(其材质为65M或72A)作为材料，根据热处理学理论，这两种钢材加热到800-850℃，快速入冷水焠火，就能出现很大脆性，在我们的实验中，几十根一束的钢丝，用双手就能轻易折断。

3、淬火后的钢丝放到无底粉碎机(见图1、见图2)上进行一级破碎，其破碎后的节长小于5mm。

4、一级破碎后的钢丝放到粉碎机上进行二级破碎，破碎后的节长在3mm以下。

5、二级破碎后的钢丝放到专用抛射机(CN201592393U)上抛射5分钟左右，肉眼观察大部分钢丸都接近成品要求时，就用直线往复筛将小于钢丝直径0.2mm的钢丸筛下，其余再反复抛射破碎，直到全部合格为止。筛选合格后的成品钢丝丸直径与长度比此时已做到1∶1，表面银白色，无锈斑无杂质。

6、筛选合格的钢丝丸进行热处理，加热温度550℃，恒温1小时，在容器内保温4小时自然冷却，这时硬度HRC55度左右，实现了硬度与韧性的统一。

7、回火后的钢丝丸放到六角滚筒里，去除锐角、毛刺，回火氧化皮，增加了钢丝丸表面的圆润性和流动性。

如图1、2所示：破碎机由支架6、安装在支架上的箱体外壳2、安装在箱体中部的主轴3和与主轴垂直固装的破碎板7组成；破碎板安装在底座9上，主轴与皮带轮4连接。主轴将箱体分为上、下箱体8、10，上箱体上部为进料口1、下箱体底部为出料口5。上述破碎板的长度与箱体外壳的直径之间的差距小于1cm。上述箱体外壳采用Mn18合金。

上述破碎机的工作原理是：物料进入破碎机中，电机带动主轴旋转，破碎板也随着主轴旋转，并与物料相互撞击，遭到多次破碎，直径小于1cm的物料从破碎板与箱体外壳之间的间隙挤出，进入下箱体，并从出料口排出。

Claims

1.一种利用淬火破碎法生产PCPC钢丝丸的方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将废钢丝加热到800-850℃后，快速入冷水焠火；

2.根据权利要求1所述的利用淬火破碎法生产PCPC钢丝丸的方法，其特征在于：上述破碎机包括支架、安装在支架上的箱体外壳、安装在箱体中部的主轴和与主轴垂直固装的破碎板；主轴将箱体分为上、下箱体，上箱体上部为进料口、下箱体底部为出料口。

3.根据权利要求2所述的利用淬火破碎法生产PCPC钢丝丸的方法，其特征在于：上述破碎板的长度与箱体外壳的直径之间的差距小于1cm。

4.根据权利要求2所述的利用淬火破碎法生产PCPC钢丝丸的方法，其特征在于：上述箱体外壳采用Mn18合金。