CN110962049A - 一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸及其加工方法，采用更低的含碳量，而加大珠光体与锰元素以及铁元素的含量，获得高的硬度，再使用特殊的工艺方法，稍稍降低一定硬度，优化其韧性，得以获得硬度与韧性的平衡效果。

Description

一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸及其加工方法
技术领域
本发明涉及钢丝切丸制造领域，具体涉及一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸及其加工方法。
背景技术
钢丝切丸是抛丸处理中的一种投射物，高速射出的钢丝切丸对待加工工件表面进行高频率的撞击，用于对工件表面的锈迹进行磨除和对工件表面凹凸不平处进行光滑处理，因此钢丝切丸也被称作“磨材”，由于其使用场合的特殊性，钢丝切丸需要较高的硬度，回弹性以及耐磨性，但是现有钢丝切丸有的硬度高但是脆性大，缺乏冲击韧性，有的钢丝切丸硬度低，冲击韧性优但是作为“磨材”，表面处理的效果又不如硬度高的钢丝切丸优秀，故在硬度与冲击韧性之间取得平衡，是抛丸加工取得重大发展的关键议题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸，
成分包括珠光体、硅元素、锰元素、碳元素、铁元素以及不可去杂质，其中珠光体为组织基体，所述硅元素含量为0.5％以上1.3％以下，所述锰元素含量为0.4％以上1.7％以下，所述碳含量为0.7％以上1.1％以下，所述铁元素与所述不可去杂质构成过共析体，所述铁元素与所述不可去杂质成质量比为1：7，所述不可去杂质中含有0.03％以下的磷元素与0.05％以下的硫元素，所述珠光体为微细珠光体与初析渗碳体的化合物。
一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，步骤如下：
将石英砂和玻璃碎料投入粗粉碎设备进行一次粉碎，两种物料质量配比为3：1，粉碎成粗料，粗料冷却至常温后，投入超精细粉碎设备中进行二次粉碎，制成单粒大小达400目以上的粉末颗粒。
优选的，将不锈钢原材投入高温熔融设备，制成不锈钢液，将不锈钢液转移至制丸筒内，向桶内按4：1的质量配比加入粉末颗粒，制丸筒滚动混合。
优选的，加入粉末颗粒时，同时对制丸筒内进行真空抽氧处理，控制内部含量量低于9％。
优选的，混合时，制丸筒内部温度不低于最初不锈钢材在高温熔融设备内的熔融温度。
优选的，混合30min后，逐渐降低内部温度，进行降温混料，温度降低至70摄氏度，倒入切丸拉丝机，进行不锈钢液的拉丝，拉丝成型后从拉丝机出口出料后，出口处切割刀自动切成长段，切成后的长段倒入冷却池。
优选的，所述冷却池可为冷却水池，也可为冷却油池。
优选的，冷却至室温后的长段进行切丸成型作业，将长段切成切丸，所述切丸侧面长度大于所述切丸端面直径。
优选的，切丸后，进行维氏硬度抽样检测。
有益效果：
1、采用不锈钢、石英砂以及玻璃碎料作为原料，相较于纯不锈钢制成的钢丝切丸而言，石英砂以及玻璃碎料的存在，为熔融凝结提供内部支撑，最终生产的钢丝切丸韧性更好。
2、二次粉碎，获得更大的目数，方便与不锈钢液的混合。
3、在制丸筒内混合时，采用逐渐降温的方式，相当于进行一次回火处理，获得一定的内应力，降低硬度，提升韧性和延性。
4、通过原材配比的方式控制内部元素含量，相较于现有钢丝切丸而言，本发明采用更低的含碳量，而加大珠光体与锰元素以及铁元素的含量，获得高的硬度，再使用工艺方法，稍稍降低一定硬度，优化其韧性，得以获得硬度与韧性的平衡效果。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸，成分包括珠光体、硅元素、锰元素、碳元素、铁元素以及不可去杂质，其中珠光体为组织基体，所述硅元素含量为0.5％以上1.3％以下，所述锰元素含量为0.4％以上1.7％以下，所述碳含量为0.7％以上1.1％以下，所述铁元素与所述不可去杂质构成过共析体，所述铁元素与所述不可去杂质成质量比为1：7，所述不可去杂质中含有0.03％以下的磷元素与0.05％以下的硫元素，所述珠光体为微细珠光体与初析渗碳体的化合物。
相较于现有的钢丝切丸成分，本发明的钢丝切丸具有有意采用更低的碳含量，提高锰元素与铁元素的含量，加大珠光体的含量，降低原始硬度，减小脆性。
本发明中钢丝切丸的加工步骤如下：将石英砂和玻璃碎料投入粗粉碎设备进行一次粉碎，两种物料质量配比为3：1，粉碎成粗料，粗料冷却至常温后，投入超精细粉碎设备中进行二次粉碎，制成单粒大小达400目以上的粉末颗粒。将不锈钢原材投入高温熔融设备，制成不锈钢液，将不锈钢液转移至制丸筒内，向桶内按4：1的质量配比加入粉末颗粒，制丸筒滚动混合。混合30min后，逐渐降低内部温度，进行降温混料，温度降低至 70摄氏度，倒入切丸拉丝机，进行不锈钢液的拉丝，拉丝成型后从拉丝机出口出料后，出口处切割刀自动切成长段，切成后的长段倒入冷却池。冷却至室温后的长段进行切丸成型作业，将长段切成切丸，所述切丸侧面长度大于所述切丸端面直径。切丸后，进行维氏硬度抽样检测。
其中在向不锈钢液中加入粉末颗粒时，同时对制丸筒内进行真空抽氧处理，控制内部含量量低于9％。以防止表面氧化发黑，导致最终成型效果差的问题。混合时，制丸筒内部温度不低于最初不锈钢材在高温熔融设备内的熔融温度，同样为了避免冷却导致的氧化，由于真空抽氧并不能完全隔绝内部的氧气，仍然会有表面氧化，故采用逐渐降温的方式进行混料，使得表面氧化小，且氧化后的黑色薄膜通过与粉末颗粒的混合打散，对最终成品切丸的表面色泽影响较小。
经过切割的长段需经过冷却池的冷却，冷却池内液体可采用水冷却与油冷却的方式，油冷却的降温效果不及水冷却，但是冷却温度降低慢，不会像水冷却一样造成长段表面温度骤降开裂的问题，两种方式视温度情况进行选用。
本发明设计实验组与对照组测试本发明的抛丸效果，实验方法如下，设计实验组1，为本发明所生产的钢丝切丸，设计实验组2为市面上常见的钢丝切丸，设计实验组3为市面上常见的铝切丸。分别采用上述切丸对一批办成品铸造管件进行抛丸，比对表面处理效果。设计对照组1为不经过抛丸的半成品铸造管件。对于实验组1、2和3同时进行硬度测试，与韧性测试。实验数据如表1所示。
Figure RE-GDA0002382524740000041
表1
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

Claims (9)

1.一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸，其特征在于：成分包括珠光体、硅元素、锰元素、碳元素、铁元素以及不可去杂质，其中珠光体为组织基体，所述硅元素含量为0.5％以上1.3％以下，所述锰元素含量为0.4％以上1.7％以下，所述碳含量为0.7％以上1.1％以下，所述铁元素与所述不可去杂质构成过共析体，所述铁元素与所述不可去杂质成质量比为1：7，所述不可去杂质中含有0.03％以下的磷元素与0.05％以下的硫元素，所述珠光体为微细珠光体与初析渗碳体的化合物。
2.根据权利要求1所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：将石英砂和玻璃碎料投入粗粉碎设备进行一次粉碎，两种物料质量配比为3：1，粉碎成粗料，粗料冷却至常温后，投入超精细粉碎设备中进行二次粉碎，制成单粒大小达400目以上的粉末颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：将不锈钢原材投入高温熔融设备，制成不锈钢液，将不锈钢液转移至制丸筒内，向桶内按4：1的质量配比加入粉末颗粒，制丸筒滚动混合。
4.根据权利要求3所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：加入粉末颗粒时，同时对制丸筒内进行真空抽氧处理，控制内部含量量低于9％。
5.根据权利要求3所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：混合时，制丸筒内部温度不低于最初不锈钢材在高温熔融设备内的熔融温度。
6.根据权利要求3所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：混合30min后，逐渐降低内部温度，进行降温混料，温度降低至70摄氏度，倒入切丸拉丝机，进行不锈钢液的拉丝，拉丝成型后从拉丝机出口出料后，出口处切割刀自动切成长段，切成后的长段倒入冷却池。
7.根据权利要求6所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：所述冷却池可为冷却水池，也可为冷却油池。
8.根据权利要求6所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：冷却至室温后的长段进行切丸成型作业，将长段切成切丸，所述切丸侧面长度大于所述切丸端面直径。
9.根据权利要求8所述的一种硬度与韧性兼备的钢丝切丸加工方法，其特征在于：切丸后，进行维氏硬度抽样检测。
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