CN107287393A - 耐磨钢球及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐磨钢球及其加工方法，其中，所述加工方法包括：1）将待熔炼原料置于真空条件下进行熔炼，经除氧后，制得熔炼液；2）将步骤1）中制得的熔炼液入模，待冷却成型后，得到球坯；3）将步骤2）中制得的球坯顺次经淬火、一次回火和二次回火后，出炉，制得耐磨钢球；其中，淬火过程为置于甲醇和/或丙酮气氛下进行，且淬火的温度为800～850℃，保温时间为70～100min；一次回火温度为150～220℃，保温时间为100～120min；二次回火温度为140～180℃，保温时间为100～120min。通过上述设计，使得通过上述方式制得的钢球具有良好的耐磨性能，大大提高了其使用性能。

Description

耐磨钢球及其加工方法
技术领域
本发明涉及钢球的生产加工领域，具体地，涉及耐磨钢球及其加工方法。
背景技术
钢球以其广泛的使用领域使得其在日常生产和生活中的使用极为广泛，而往往钢球是作为一个部件用于设备等结构上，且往往起到滚动等作用。因此，其耐磨性能的好坏将大大影响其使用性能。
因此，提供一种具有较好的强度，且耐磨性能较好的耐磨钢球及其加工方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中钢球的耐磨等性能将大大影响其使用性能，但一般的钢球往往耐磨性能一般的问题，从而提供一种具有较好的强度，且耐磨性能较好的耐磨钢球及其加工方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐磨钢球的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
1）将待熔炼原料置于真空条件下进行熔炼，经除氧后，制得熔炼液；
2）将步骤1）中制得的熔炼液入模，待冷却成型后，得到球坯；
3）将步骤2）中制得的球坯顺次经淬火、一次回火和二次回火后，出炉，制得耐磨钢球；其中，
淬火过程为置于甲醇和/或丙酮气氛下进行，且淬火的温度为800～850℃，保温时间为70～100min；
一次回火温度为150～220℃，保温时间为100～120min；
二次回火温度为140～180℃，保温时间为100～120min。
本发明还提供了一种根据上述所述的加工方法制得的耐磨钢球。
通过上述技术方案，本发明将待熔炼原料先进行熔炼，而后入模，待冷却成型后制得球坯，再将上述球坯经一定条件的淬火、一次回火和二次回火，制得钢球，从而使得通过上述方式制得的钢球具有良好的耐磨性能，大大提高了其使用性能。
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。
本发明提供了一种耐磨钢球的加工方法，其中，所述加工方法包括：
1）将待熔炼原料置于真空条件下进行熔炼，经除氧后，制得熔炼液；
2）将步骤1）中制得的熔炼液入模，待冷却成型后，得到球坯；
3）将步骤2）中制得的球坯顺次经淬火、一次回火和二次回火后，出炉，制得耐磨钢球；其中，
淬火过程为置于甲醇和/或丙酮气氛下进行，且淬火的温度为800～850℃，保温时间为70～100min；
一次回火温度为150～220℃，保温时间为100～120min；
二次回火温度为140～180℃，保温时间为100～120min。
本发明将待熔炼原料先进行熔炼，而后入模，待冷却成型后制得球坯，再将上述球坯经一定条件的淬火、一次回火和二次回火，制得钢球，从而使得通过上述方式制得的钢球具有良好的耐磨性能，大大提高了其使用性能。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述待熔炼原料包括：0.2-0.5重量%的碳、0.2-0.8重量%的硅、1-2重量%的锰、0.02-0.1重量%的磷、0.05-0.1重量%的硫、0.05-0.2重量%的镍、0.3-1.2重量%的铬、0.3-0.9重量%的铜、0.01-0.05重量%的钼、0.01-0.02重量%的钒、0.01-0.03重量%的钛和0.01-0.03重量%的铈，余量为铁。
这里的除氧方式可以按照本领域常规方式进行，例如，一种优选的实施方式中，步骤1）中除氧为向熔炼液中加入渣料进行除氧，且所述渣料至少包括活性铁除氧剂。
进一步优选的实施方式中，步骤1）中还可以包括在除氧后进行去渣，且所述去渣过程包括：向除氧后的熔炼液中加入铝料与稀土粉末进行混合，同时向自熔炼炉底部向熔炼炉内部吹入氩气。
为了使制得的钢球具有更好的耐磨性能，一种优选的实施方式中，步骤1）中熔炼过程为置于温度为1050-1200℃，压力为50-120MPa的条件下进行。
更为优选的实施方式中，二次回火后还包括将钢球经撞击或是挤压。
这里的撞击方式可以按照实际需要进行选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述撞击过程为将钢球置于转速为10～20r/min的转动体中进行转动并撞击。
进一步优选的实施方式中，将钢球经撞击或是挤压后还包括将钢球进行研磨；
所述研磨过程至少包括粗研磨和精研磨。
本发明还提供了一种根据上述所述的加工方法制得的耐磨钢球。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1）将待熔炼原料（0.2重量%的碳、0.2重量%的硅、1重量%的锰、0.02重量%的磷、0.05重量%的硫、0.05重量%的镍、0.3重量%的铬、0.3重量%的铜、0.01重量%的钼、0.01重量%的钒、0.01重量%的钛和0.01重量%的铈，余量为铁）置于真空条件下，且温度为1050℃，压力为50MPa的条件下进行熔炼，向其中加入活性铁除氧剂除氧后，再向其中加入铝料与稀土粉末进行混合，同时向自熔炼炉底部向熔炼炉内部吹入氩气进行除渣，制得熔炼液；
2）将步骤1）中制得的熔炼液入模，待冷却成型后，得到球坯；
3）将步骤2）中制得的球坯顺次经淬火、一次回火和二次回火（淬火过程为置于甲醇气氛下进行，且淬火的温度为800℃，保温时间为70min；一次回火温度为150℃，保温时间为100min；二次回火温度为140℃，保温时间为100min）后，置于转速为10r/min的转动体中进行转动并撞击，出炉，制得耐磨钢球A1。
实施例2
1）将待熔炼原料（0.5重量%的碳、0.8重量%的硅、2重量%的锰、0.1重量%的磷、0.1重量%的硫、0.2重量%的镍、1.2重量%的铬、0.9重量%的铜、0.05重量%的钼、0.02重量%的钒、0.03重量%的钛和0.03重量%的铈，余量为铁）置于真空条件下，且温度为1200℃，压力为120MPa的条件下进行熔炼，向其中加入活性铁除氧剂除氧后，再向其中加入铝料与稀土粉末进行混合，同时向自熔炼炉底部向熔炼炉内部吹入氩气进行除渣，制得熔炼液；
2）将步骤1）中制得的熔炼液入模，待冷却成型后，得到球坯；
3）将步骤2）中制得的球坯顺次经淬火、一次回火和二次回火（淬火过程为置于甲醇气氛下进行，且淬火的温度为850℃，保温时间为100min；一次回火温度为220℃，保温时间为120min；二次回火温度为180℃，保温时间为120min）后，置于转速为20r/min的转动体中进行转动并撞击，出炉，制得耐磨钢球A2。
实施例3
1）将待熔炼原料（0.3重量%的碳、0.5重量%的硅、2重量%的锰、0.05重量%的磷、0.08重量%的硫、0.1重量%的镍、0.8重量%的铬、0.6重量%的铜、0.03重量%的钼、0.02重量%的钒、0.02重量%的钛和0.02重量%的铈，余量为铁）置于真空条件下，且温度为1100℃，压力为80MPa的条件下进行熔炼，向其中加入活性铁除氧剂除氧后，再向其中加入铝料与稀土粉末进行混合，同时向自熔炼炉底部向熔炼炉内部吹入氩气进行除渣，制得熔炼液；
2）将步骤1）中制得的熔炼液入模，待冷却成型后，得到球坯；
3）将步骤2）中制得的球坯顺次经淬火、一次回火和二次回火（淬火过程为置于甲醇气氛下进行，且淬火的温度为820℃，保温时间为80min；一次回火温度为180℃，保温时间为110min；二次回火温度为160℃，保温时间为110min）后，置于转速为15r/min的转动体中进行转动并撞击，出炉，制得耐磨钢球A3。
实施例4
按照实施例1的加工方法进行，不同的是，不进行除渣，制得耐磨钢球A4。
实施例5
按照实施例2的加工方法进行加工，不同的是，不进行撞击，制得耐磨钢球A5。
对比例1
按照实施例3的加工方法进行加工，不同的是，仅经过一次回火，制得钢球D1。
对比例2
按照实施例3的加工方法进行加工，不同的是，不经除氧，制得钢球D2。
测试例
将上述制得的A1-A5、D1和D2按照JB/T1255检测其硬度，同时采用落球试验机检测器破损率，得到的结果如表1所示。
表1
编号 硬度（HV1） 破损率（%）
A1 836 0
A2 839 0
A3 839 0
A4 816 5
A5 813 3
D1 725 23
D2 729 31
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种耐磨钢球的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
1）将待熔炼原料置于真空条件下进行熔炼，经除氧后，制得熔炼液；
2）将步骤1）中制得的熔炼液入模，待冷却成型后，得到球坯；
3）将步骤2）中制得的球坯顺次经淬火、一次回火和二次回火后，出炉，制得耐磨钢球；其中，
淬火过程为置于甲醇和/或丙酮气氛下进行，且淬火的温度为800～850℃，保温时间为70～100min；
一次回火温度为150～220℃，保温时间为100～120min；
二次回火温度为140～180℃，保温时间为100～120min。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其中，所述待熔炼原料包括：0.2-0.5重量%的碳、0.2-0.8重量%的硅、1-2重量%的锰、0.02-0.1重量%的磷、0.05-0.1重量%的硫、0.05-0.2重量%的镍、0.3-1.2重量%的铬、0.3-0.9重量%的铜、0.01-0.05重量%的钼、0.01-0.02重量%的钒、0.01-0.03重量%的钛和0.01-0.03重量%的铈，余量为铁。
3.根据权利要求1或2所述的加工方法，其中，步骤1）中除氧为向熔炼液中加入渣料进行除氧，且所述渣料至少包括活性铁除氧剂。
4.根据权利要求1或2所述的加工方法，其中，步骤1）中还包括在除氧后进行去渣，且所述去渣过程包括：向除氧后的熔炼液中加入铝料与稀土粉末进行混合，同时向自熔炼炉底部向熔炼炉内部吹入氩气。
5.根据权利要求1或2所述的加工方法，其中，步骤1）中熔炼过程为置于温度为1050-1200℃，压力为50-120MPa的条件下进行。
6.根据权利要求1或2所述的加工方法，其中，二次回火后还包括将钢球经撞击或是挤压。
7.根据权利要求6所述的加工方法，其中，所述撞击过程为将钢球置于转速为10～20r/min的转动体中进行转动并撞击。
8.根据权利要求6所述的加工方法，其中，将钢球经撞击或是挤压后还包括将钢球进行研磨；
所述研磨过程至少包括粗研磨和精研磨。
9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的加工方法制得的耐磨钢球。
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