CN114641371A

CN114641371A - 用于射流切割的磨料

Info

Publication number: CN114641371A
Application number: CN202080076247.5A
Authority: CN
Inventors: 马克·希德; 安德烈·哈恩
Original assignee: Vulkan Inox GmbH
Current assignee: Vulkan Inox GmbH
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-06-17
Also published as: CA3155747A1; BR112022004911A2; AU2020398039A1; TW202134007A; EP4069465A1; US20220410346A1; DE102019133017A1; WO2021110800A1; MX2022006698A; KR20220104726A; IL293499A; JP2023504446A

Abstract

本发明涉及一种用于射流切割的磨料，其包括不锈钢的颗粒，所述不锈钢由微观结构组成，所述微观结构至少包括：马氏体，特别地其基于微观结构在≥20wt.％至≤100wt.％的范围内；奥氏体，其基于微观结构在≥0wt.％至≤50wt.％的范围内；以及碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物，其基于微观结构合计在≥0wt.％至≤45wt.％的范围内。比例被选择为使得马氏体，奥氏体，所述碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物基于微观结构的量合计为≤100wt.％。用于射流切割的磨料具有特别好的蠕变强度和可重复使用性。本发明还涉及一种用于射流切割的悬浮液，该悬浮液至少包含所提出的用于射流切割的磨料以及悬浮剂，以及涉及用于射流切割的磨料在切割工件中的用途。

Description

用于射流切割的磨料

技术领域

本发明涉及一种用于射流切割的磨料、用于射流切割的悬浮液以及该用于射流切割的磨料的用途。

背景技术

射流切割是已知的并且用于切割或通过各种材料进行的切割。射流切割不属于任何制造工艺标准，但由于去除原理，射流切割很容易在DIN 8200中归类在通用术语“喷射(blasting)”或“喷射碎屑(blast chipping)”下。然而，根据所涉及的应力，必须对各种喷射系统之间进行区分，并且不能将其与用于表面精加工的经典喷射工艺进行比较。主要差别在于被引导到表面上的磨料的速度。在经典表面精加工的情况下，被引导到表面上的磨料的速度高达160m/s；与射流切割相比，实现了≥500m/s及更高的磨料速度。此外，显著的差别在于磨料对喷射材料的表面的冲击角度。在用于表面处理的经典喷射工艺中，平角或小于90°的角度旨在实现尽可能小的回弹效应，以及实现尽可能小的通过表面的微碎屑(micro-chipping)产生的磨损。与喷磨(abrasive blasting)相比，磨料以90°的角度被引导到表面上并引起冲击或回弹磨损，这导致侵蚀去除。用于材料分离的磨料必须承受比用于表面精加工的经典喷射工艺所需要的要求更高的要求。这些特别是由于高冲击速度和相关的冲击应力而导致的。此外，磨料必须直接侵蚀材料表面并且几乎没有表现出回弹效应。与诸如激光束切割或等离子切割的其他切割方法相比，射流切割是一种非热切割工艺。除了干式射流切割之外，水射流切割(水以高压通过喷嘴被引导到材料上并侵蚀材料)特别普遍。为提高切割性能和切割质量，可在干式射流切割和水射流切割的切割过程中添加磨料。磨料可以是具有优选高硬度的不同材料。

石榴石、橄榄石砂或刚玉通常作为主要应用磨料添加到该工艺中。这些石榴石、橄榄石砂或刚玉的优点在于它们天然具有6.5莫氏至9莫氏的高硬度，相当于约1120HV至2060HV。此外，除其他方面外，这些矿物具有六角八面体结构的立方晶格。这导致这些矿物具有尖锐的裂片/棱角形状，其可被用于切削量(stock removal)和切割工艺且具有良好性能。

然而，由于硬度高，这些材料非常脆，容易受到冲击和压力应力，这意味着，例如，石榴石在应用中会很快断裂，只能通过加大努力才能重复使用石榴石，或者存在因断裂造成的高损失。石榴石的可重复使用性通常为2个循环至最多3个循环。

因此，磨料仍然能够提供改进的潜力。可发现的是，改进的潜力特别地在于寿命和可回收性方面。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供用于射流切割的改进磨料。

该目的通过根据权利要求1的用于射流切割的磨料以及进一步通过根据权利要求10的用于射流切割的悬浮液和根据权利要求11的用于射流切割的磨料的用途来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中、在说明书中、在示例中或在附图中被指出，其中，进一步的特征被描述或示出在从属权利要求中或在说明书中。示例或附图可单独地或以任意组合构成本发明的目的，除非清楚地由上下文产生了相反的内容。

本发明提出一种用于射流切割的磨料，该磨料包括不锈钢的颗粒，该不锈钢由微观结构组成，该微观结构至少包括：

-马氏体，特别地其基于微观结构在≥20wt.％至≤100wt.％的范围内；

-奥氏体，其基于微观结构在≥0wt.％至≤50wt.％范围内；以及

-碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物，其基于微观结构合计在≥0wt.％至≤45wt.％的范围内，

比例被选择为使得所述马氏体，所述奥氏体，所述碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物基于微观结构的量合计为≤100wt.％。

针对本发明的目的，“磨料”是指可添加到射流切割剂中以提高射流切割的切割性能的辅助材料。

针对本发明的目的，“钢”是指主要由铁组成的材料。

针对本发明的目的，术语“不锈钢”应理解为是指对与环境和/或自然大气的反应基本上惰性的性质。更具体地，不锈钢应理解为在正常条件下基本上不与环境空气和/或大气水分反应的钢。

针对本发明的目的，“微观结构”是指钢的微观结构，即特别是来自多个局部体积的钢的组成，就每个局部体积的组成和其构建块相对于放置在材料中的固定轴向十字的空间布置而言，每个局部体积都与第一近似是同质的。

针对本发明的目的，“马氏体”是指具有马氏体结构的钢。针对本发明的目的，这被理解为是指钢的亚稳态变体，其具有四方扭曲的空间中心晶格，并且特别地在钢的生产期间在冷却过程中、经由从奥氏体结构的转变而降低到马氏体起始温度以下而形成。

针对本发明的目的，“奥氏体”是指具有奥氏体结构的钢。针对本发明的目的，这被理解为是指钢在室温下的亚稳态变体，其具有面心立方晶格并且特别地在钢的生产期间在高温下形成，并且在冷却/淬火期间通过不完全转变为马氏体而持续存在。因此，针对本发明的目的，奥氏体应特别理解为残留奥氏体。

针对本发明的目的，“碳化铬”是指不锈钢中本质上由铬和碳组成的沉淀物。针对本发明的目的，“氮化铬”是指不锈钢中本质上由铬和氮组成的沉淀物。针对本发明的目的，“碳化铬”和“氮化铬”的混合物是指碳化铬沉淀物和氮化铬沉淀物的混合物，以及碳化铬和氮化铬的混合物的沉淀物。

有利地，已知磨料相比，以上描述的用于射流切割的磨料与具有提高的寿命和可回收性。这意味着特别是可以保护环境。此外，用于射流切割的磨料可用于在射流切割期间以良好的切割速度实现出色的切割。虽然磨料是金属的，但可实现磨料不生锈。

在不受理论的束缚的情况下，马氏体微观结构成分一方面用于使得实现约800HV的高基本硬度，并实现一定的脆性，当颗粒被压碎时，这会导致类似于石榴石的尖锐、有棱角的结构，以实现良好的切割保持力和切削量(stock removal)。奥氏体、碳化铬和氮化铬可任选地在此过程中进一步改善马氏体的性能。

在进一步不受理论的束缚的情况下，奥氏体对切削过程中的应力是有利的，因为与石榴石相比，这种微观结构与其他微观结构成分相结合可实现进一步的优势。奥氏体以亚稳态存在，当受到诸如由切割过程中的高压或变形引起的应力时，奥氏体可首先硬化，并在超过一定限度时转化为应力指数马氏体。由于其面心立方晶格，奥氏体微观结构具有很高的延展性，并有出色的韧性，且可很好地吸收和抵抗冲击应力。结果，当本发明的磨料包含奥氏体并受到应力时，由于存在残余奥氏体，磨料能够更好地吸收高冲击/冲击和压缩应力。结果，材料不一定会变脆断裂，而是会继续硬化，直到残留奥氏体转变为马氏体，此时该材料可劣化为脆化状态。然而，有利的是，这仅是在多次重复使用之后的情况。有利地，任选优选的奥氏体可由于射流切割期间的应力而致使磨料的硬化轻微且稳定的增加，以使切割保持性在若干个循环中保持稳定，而切割质量没有任何损失。

在进一步不受理论束缚的情况下，任选存在的碳化铬和/或氮化铬进一步提高了磨料的耐用性、切割保持性和可回收性。特别地，这些微观结构部件可提供甚至进一步提高的耐磨性。此外，可通过碳化铬和/或氮化铬进一步提高磨料的硬度。

由于磨料的不锈特性，有利的是，当磨料用于射流切割的悬浮液中时，不必将防锈剂添加到悬浮液中。特别地，这可保护环境并简化对所得悬浮液的处理。

以上描述的微观结构组成可有利地受不锈钢的化学组成影响和可选地受钢的热处理影响。

在一个实施例中，可提供的是，马氏体至少部分地包括中间结构。因此，可提供的是，马氏体也指马氏体和中间结构的混合物。针对本发明的目的，“中间结构”应被理解为也称为贝氏体的结构，该贝氏体的结构可在奥氏体的冷却期间形成。

优选地，可提供的是，以使得微观结构的比例的量基于微观结构合计为100wt.％这样的方式选择以上描述的微观结构的比例。

优选地，除了不锈钢颗粒之外，磨料还可设置有其他磨料，例如金属或矿物磨料。有利地，这允许调整切割性能和/或耐磨损性能。

优选地，可提供的是，用于射流切割的磨料包括基于用于射流切割的磨料的总重量在≥95wt.％至≤100wt.％、特别优选地在从≥98wt.％至≤100wt.％的范围内的不锈钢颗粒。有利地，这使得磨料能够表现出特别均匀的切割性能和/或耐磨损性能。

优选地，可提供的是，微观结构包括基于微观结构、合计在≥3wt.％至≤35wt.％，优选地在≥10wt.％至≤30wt.％，特别地在≥24wt.％至≤28wt.％的范围内的碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物。

有利地，这可导致磨料具有进一步提高的耐磨性或切割保持性。此外，可有利地实现磨料具有特别高的硬度。特别地，可在上述范围内使用碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物，以同时获得足够高的硬度和足够好的耐磨性或切割保持性。

在优选的实施例中，可提供的是，微观结构包括基于微观结构、在≥3wt.％至≤35wt.％，优选地在≥10wt.％至≤30wt.％，特别地在≥24wt.％至≤28wt.％的范围内的碳化铬。在可替代的优选实施例中，可提供的是，微观结构包括基于微观结构在≥3wt.％至≤35wt.％，优选地在≥10wt.％至≤30wt.％，特别地在≥24wt.％至≤28wt.％的范围内的氮化铬。

优选地，可提供的是，微观结构包括基于微观结构、在≥5wt.％至≤47wt.％，优选地在≥15wt.％至≤40wt.％，特别地在≥25wt.％至≤35wt.％的范围内的奥氏体。

有利地，这可确保磨料具有特别好的耐磨损性能。特别地，可实现磨料具有足够的冲击强度或抗冲击性，以使其不会快速断裂。同时，以上描述的奥氏体的含量可确保磨料的硬度不会过度受损。

在优选的实施例中，可提供的是，微观结构包括基于微观结构、在≥15wt.％至≤75wt.％，优选在≥18wt.％至≤72wt.％的范围内的马氏体。

优选地，可提供的是，微观结构由以下组成：

-马氏体，其基于微观结构在≥18wt.％至≤72wt.％的范围内；

-奥氏体，其基于微观结构在≥5wt.％至≤47wt.％的范围内；以及

-碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物，其基于微观结构合计在≥3wt.％至≤35wt.％的范围内，

基于微观结构，比例选择为使得马氏体，奥氏体，该碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物基于微观结构合计为≤100wt.％。

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-钼，其基于合金在≥0wt.％至≤3wt.％的范围内；

-镍，其基于合金在≥0wt.％至≤1wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

-氮，其基于合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

-微量元素，其基于合金在≥0wt.％至≤1wt.％的范围内；以及

-余量为铁，

该合金包括基于合金合计在≥0.2wt.％至≤2.5wt.％的范围内的碳和氮。

有利地，这意味着根据本发明的微观结构组成可特别容易地确定。例如，可实现的是，在利用以上描述的元素组成冷却钢铸件之后已经获得根据本发明的微观结构组成。此外，可有利地实现的是，可通过下游热处理来在要求保护的范围内有利地进一步调整该微观结构组成。特别地，可实现的是，具有上述组成的钢通过铸件来提供，并且在冷却之后和/或热处理之后直接具有根据本发明的结构组成。因此，有利地，磨料的特别好的可制造性可通过如上所述的钢的组成来实现。

应理解的是，该组成中包括常见的杂质。优选地，可提供的是，合金由上述成分组成。

优选地，可提供的是，合金包括基于合金、合计在≥0.6wt.％至≤2.5wt.％，优选地在≥0.8wt.％至≤2.3wt.％，更优选地在≥1.2wt.％至≤2.1wt.％，特别地在≥1.8wt.％至≤2wt.％的范围内的碳和氮。

这意味着碳化铬、氮化铬和它们的混合物的比例可容易地保持在有利的范围内。因此，可有利地实现磨料具有特别好的耐磨性或切割保持性，同时具有特别高的硬度。

优选地，可提供的是，合金包括基于合金、在≥15wt.％至≤33wt.％，优选地在≥20wt.％至≤31wt.％，特别地在≥25wt.％至≤30wt.％的范围内的铬。

通过前述的铬含量可实现钢具有足够的不锈性。此外，可实现的是，可容易地将碳化铬、氮化铬和它们的混合物的比例保持在有利的范围内。因此，可有利地实现磨料具有特别好的耐磨性或切割保持性，同时具有特别高的硬度。应理解的是，不锈钢可包括铬、碳和/或氮，而不必包括本发明意义上的碳化铬和/或氮化铬。

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

-氮，其基于合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

-微量元素，其基于合金在≥0wt.％至≤1wt.％的范围内；以及

-余量为铁，

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

-氮，其基于合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；以及

-余量为铁，

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥0.2wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

-微量元素，其基于合金在≥0wt.％至≤1wt.％的范围内；以及

-余量为铁。

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥0.2wt.％至≤2.5wt.％的范围内；以及

-余量为铁。

在可替代的优选实施例中，可提供的是，不锈钢由合金制成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-钼，其基于合金在≥0.5wt.％至≤1.5wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥1.1wt.％至≤2.4wt.％的范围内；

-氮，其基于合金在≥0.1wt.％至≤0.4wt.％的范围内；以及

-余量为铁，

该合金包括基于合金合计在≥1.5wt.％至≤2.5wt.％的范围内的碳和氮。

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-钼，其基于合金在≥0.5wt.％至≤1.5wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥1.5wt.％至≤2.0wt.％的范围内；

-氮，其基于合金在≥0.2wt.％至≤0.3wt.％的范围内；以及

-余量为铁，

该合金包括基于合金合计在≥1.8wt.％至≤2.2wt.％的范围内的碳和氮。

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥1.1wt.％至≤2.4wt.％的范围内；

-氮，其基于合金在≥0.1wt.％至≤0.4wt.％的范围内；以及

-余量为铁，

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥1.5wt.％至≤2.0wt.％的范围内；

-氮，其基于合金在≥0.2wt.％至≤0.3wt.％的范围内；以及

-余量为铁，

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-钼，其基于合金在≥0.5wt.％至≤1.5wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥1.0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；以及

-余量为铁。

优选地，可提供的是，不锈钢由合金组成，该合金包括：

-铬，其基于合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

-钼，其基于合金在≥0.5wt.％至≤1.5wt.％的范围内；

-碳，其基于合金在≥1.7wt.％至≤2.2wt.％的范围内；以及

-余量为铁。

优选地，可提供的是，不锈钢颗粒的等效直径D₉₀在≥0.01mm至≤1mm，优选地在≥0.05mm至≤0.4mm，特别地在≥0.09mm至≤0.315mm的范围内，可替代地，优选在≥0.01mm至≤0.5mm，特别地在≥0.01mm至≤0.2mm的范围内。

针对本发明的目的，“等效直径”被理解为是指具有相同直径的球形具有相同的特定直径特性。特别地，等效直径应理解为根据DIN 66165-2:2016-08通过筛分确定的等效直径。针对本发明的目的，“等效直径D₉₀”被理解为是指90wt.％的样品具有小于或等于“等效直径D₉₀”的等效直径。

利用在以上所述的等效直径范围内的颗粒，可有利地实现磨料可被很好地悬浮并且可用于特别薄的切割射流中。此外，利用这样的颗粒可实现特别好的工具寿命和切割性能。

优选地，可提供的是，不锈钢颗粒的硬度在从≥600HV 0.2至≤1000HV 0.2的范围内，优选地在从≥700HV 0.2至≤900HV 0.2的范围内，特别地在从≥780HV 0.2至≤830HV0.2的范围内。特别地，硬度是根据DIN EN ISO 6507-1:2018-07来测量的。

与已知被使用的磨料相比，在此呈现的磨料的特点在于具有硬质碳化物的坚韧基体。良好的韧性性能使其能够承受高冲击和压力应力，特别是当磨料遇到高压水射流以及当磨料撞击材料表面时产生的高冲击和压力应力。由于以上描述的硬度和存在的碳化物，可实现磨料产生特别好的切割性能。同时，与具有类似硬度的磨料相比，可实现磨料由于微观结构组成而仅在若干个使用循环之后才被有利地分解。结果，可有利地实现磨料的特别好的可重复使用性。

优选地，可提供的是，磨料的容积密度在≥3.5g/cm³至≤5g/cm³、优选地在≥3.6g/cm³至≤4.0g/cm³的范围内。特别地，容积密度是根据DIN ISO 697:1984-01来测量的。

优选地，可提供的是，颗粒选自丸粒、线状粒、砂粒以及它们的混合物，其中颗粒优选为砂粒。

在本上下文中，本发明的含义内的“丸粒”应被理解为基本上球形的颗粒。本发明意义上的“线状粒”应被理解为本质上是圆柱形颗粒。此外，“砂粒”被理解为是指基本上有棱角的和不规则的颗粒。

利用以上描述的颗粒可实现特别好的切割性能。已经发现的是，可通过使磨料具有砂粒来实现特别好的切割性能。

本发明还提出一种用于射流切割的悬浮液，该悬浮液包含至少一种如上所述的用于射流切割的磨料和悬浮剂，悬浮剂优选为水。

优选地，可提供的是，悬浮液包含悬浮剂(特别地为水)和磨料。悬浮剂与磨料的重量比在大于或等于9:1至小于或等于23:1的范围内，优选在大于或等于11:1至小于或等于19:1的范围内，更优选地在大于或等于12至小于或等于16:1的范围内，特别优选地在大于或等于13.5:1至小于或等于14.5:1的范围内。

有利地，这意味着在利用悬浮液进行射流切割期间可特别好地调整切割速度并且可实现的高切割性能。

优选地，可提供的是，悬浮液不包含防锈剂。

有利地，这使得以环境友好的方式处理悬浮液成为可能。

优选地，可提供的是，悬浮液包括添加剂，优选地用于稳定悬浮液的添加剂。进一步优选地，可提供的是，添加剂包括聚合物，聚合物优选地为均聚物，特别优选地为淀粉。

在优选的实施例中，可提供的是，该悬浮液包括作为悬浮剂的水和作为添加剂的淀粉，优选地，水与淀粉的重量比在大于或等于120:2至小于或等于120:0.5的范围内，例如120:1。

此外，本发明提出了预先描述的用于射流切割的磨料在切割工件中的用途。这意味着预先描述的磨料通过被以高速引导到待切割的工件上而用于射流切割，从而通过微碎屑切割工件。

优选地，可提供的是，磨料在如下工作压力下用于如上所述的悬浮液中：该工作压力在大于或等于1000bar至小于或等于6000bar的范围内，优选地在大于或等于3000bar至小于或等于6000bar的范围内。

在如上所述的工作压力下可实现特别好的切割性能。令人惊讶的是，已表明与已知的用于射流切割的磨料相比，尽管该磨料的硬度高，但当在这些工作压力下使用该磨料时，该磨料具有特别高的可重复使用性。

优选地，可提供的是，利用如下速度使磨料冲击工件：该速度在大于或等于500m/s至小于或等于600m/s的范围内，优选地在大于或等于550m/s至小于或等于650m/s的范围内。

令人惊讶的是，可表明，当以预先描述的速度冲击工件时，预先描述的磨料提供了良好的切割性能，同时允许良好的可回收性。特别地，已表明当磨料以预先描述速度受到冲击时，该磨料可承受高冲击或压力应力，并且性能，特别是颗粒尺寸，在若干个循环内保持稳定，而不会降低切割的质量。

通过示例和附图来说明并且在以下描述中来解释根据本发明的用于射流切割的磨料的进一步优点和有利实施例。应注意的是，示例和附图仅是描述性的，并不旨在以任何方式限制本发明。

具体实施方式

示例1

提供了一种用于射流切割的磨料。该磨料包括不锈钢颗粒。该不锈钢由微观结构组成，该微观结构包括72wt％的马氏体、25wt％的奥氏体和3wt％的碳化铬。不锈钢由合金组成，该合金包括0.8wt％的碳、15wt％的铬和余量为铁。该磨料的硬度在600HV至740HV的范围内。该磨料表现出良好的切割性能和良好的韧性。与石榴石相比，示例1的磨料还表现出良好的耐磨损性能或切割保持性。在不受理论束缚的情况下，由于马氏体的含量高，可实现良好的切割性能，但与具有较高碳化铬含量的磨料相比，耐磨损性能较低。

示例2

提供了一种用于射流切割的磨料。该磨料包括不锈钢颗粒。该不锈钢由微观结构组成，该微观结构包括44wt.％的马氏体、30wt.％的奥氏体和26wt.％的碳化铬。该不锈钢由合金组成，该合金包括2wt.％的碳、30wt.％的铬和余量为铁。该磨料的硬度为约800HV。该磨料具有良好的切割性能和良好的韧性。与石榴石和其他示例相比，来自示例2的磨料具有最好的耐磨损性能且非常好的切割性能。

示例3

提供了一种用于射流切割的磨料。该磨料包括不锈钢颗粒。该不锈钢由微观结构组成，该微观结构包括18wt.％的马氏体、47wt.％的奥氏体和35wt.％的碳化铬。该不锈钢由合金组成，该合金包括2.5wt.％的碳、35wt.％的铬和余量为铁。该磨料的硬度为800HV至850HV。该磨料仍表现出良好的切割性能和良好的韧性。与石榴石相比，来自示例3的磨料还表现出良好的耐磨损性能或切割保持性。在不受理论的束缚的情况下，由于奥氏体的含量相对较高，可预期良好的韧性性能，但这些性能很难弥补高碳化铬的含量的差韧性，这就是为什么总体上实现的结果比使用来自示例2的磨料实现的结果差的原因。

对比示例

石榴石用作对比示例的磨料。

寿命测试

对来自示例2和对比示例的磨料进行射流切割测试以比较它们的性能。制备各自的磨料、水和淀粉的悬浮液，并将该悬浮液喷射到20mm厚的V2A钢板上。以良好的切割质量执行射流切割，切割速度为25mm/min，样品厚度为20mm，切割宽度为1.0mm，新颗粒为300g/min，切割长度为400mm，喷嘴距样品的表面的距离为7mm，压力为3200bar，流量为3053L/min。在每个循环之后收集并分级地筛分磨料，以获得反映等效直径分布的筛分分布。然后，使磨料重新返回到射流切割机并用于下一个循环。

寿命测试的结果示出在附图中并在以下进行更详细地解释。

在附图中：

图1示出了根据示例2的磨料在0至20个循环范围内的以wt.％计的筛分分布与寿命测试的循环次数的关系；

图2示出了根据对比示例的磨料的以wt.％计的筛分分布与寿命测试的循环次数的关系；以及

图3示出了根据示例2的磨料在0至40个循环范围内的以wt.％计的筛分分布与寿命测试的循环次数的关系。

图1至图3示出了针对示例2和对比示例的寿命测试的结果。针对示例2，以％计的相应重量分数为单位的筛分粒度级被示出为针对每5个循环的直方图。针对对比示例，针对前3个循环，给出了以％计的相应重量分数为单位的筛分粒度级。在筛分期间用于分级的筛子的筛目尺寸以mm为单位给出。此外，对数曲线已被拟合到针对最突出粒度级(prominentfraction)的测量数据，并被示出为虚线。

示例2和对比示例示出了作为新颗粒，具有0.21mm的筛目尺寸的筛分粒度级作为最大粒度级，且大于60wt.％。

从图1可看出的是，根据示例2的磨料的来自0.21mm的筛目尺寸的粒度级几乎没有减少，即使在20个循环之后也仍占筛分粒度级的约55wt.％。

如图2中所示，针对根据对比示例的石榴石的可比较寿命测试表明，仅在一个循环之后，0.21mm的筛目尺寸的粒度级就已经下降到35wt.％以下。在3个循环后，该粒度级仅占稍多于10wt.％，这就是为什么在仅3个循环后就不能再使用这种磨料的原因。

图3示出了根据示例2的针对磨料的延长寿命测试。可看出的是，即使在40个循环之后，0.21mm的筛目尺寸的粒度级仍然占最大比例，因此仍然可使用该磨料。

结果，与已知磨料相比，根据本发明的磨料显示出显著提高的寿命和可回收性。

Claims

1.一种用于射流切割的磨料，所述磨料包括不锈钢的颗粒，所述不锈钢由微观结构组成，所述微观结构至少包括：

马氏体，特别地其基于所述微观结构在≥20wt.％至≤100wt.％的范围内；

奥氏体，其基于所述微观结构在≥0wt.％至≤50wt.％范围内；以及

碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物，其基于所述微观结构合计在≥0wt.％至≤45wt.％的范围内，

比例被选择为使得所述马氏体，所述奥氏体，所述碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物基于所述微观结构的量合计为≤100wt.％。

2.根据权利要求1所述的用于射流切割的磨料，其中，所述微观结构包括基于所述微观结构合计在≥3wt.％至≤35wt.％，优选地在≥10wt.％至≤30wt.％，特别地在≥24wt.％至≤28wt.％的范围内的碳化铬、氮化铬和/或它们的混合物。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于射流切割的磨料，其中，所述微观结构包括基于所述微观结构、在≥5wt.％至≤47wt.％，优选地在≥15wt.％至≤40wt.％，特别地在≥25wt.％至≤35wt.％的范围内的奥氏体。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于射流切割的磨料，其中，所述不锈钢由合金制成，所述合金包括：

铬，其基于所述合金在≥10wt.％至≤35wt.％的范围内；

钼，其基于所述合金在≥0wt.％至≤3wt.％的范围内；

镍，其基于所述合金在≥0wt.％至≤1wt.％的范围内；

碳，其基于所述合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

氮，其基于所述合金在≥0wt.％至≤2.5wt.％的范围内；

微量元素，其基于所述合金在≥0wt.％至≤1wt.％的范围内；以及

余量为铁，

所述合金包括基于所述合金合计在≥0.2wt.％至≤2.5wt.％的范围内的碳和氮。

5.根据权利要求4所述的用于射流切割的磨料，其中，所述合金包括基于所述合金、合计在≥0.6wt.％至≤2.5wt.％，优选地在≥0.8wt.％至≤2.3wt.％，更优选地在≥1.2wt.％至≤2.1wt.％，特别地在≥1.8wt.％至≤2wt.％的范围内的碳和氮。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的用于射流切割的磨料，其中，所述合金包括基于所述合金、在≥15wt.％至≤33wt.％，优选地在≥20wt.％至≤31wt.％，特别地在≥25wt.％至≤30wt.％的范围内的铬。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于射流切割的磨料，其中，所述不锈钢的颗粒的等效直径D₉₀在≥0.01mm至≤1mm的范围内，优选地在≥0.05mm至≤0.4mm的范围内，特别地在≥0.09mm至≤0.315mm的范围内，可替代地，优选地在≥0.01mm至≤0.5mm的范围内，特别地在≥0.01mm至≤0.2mm的范围内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于射流切割的磨料，其中，所述不锈钢的颗粒的硬度在从≥600HV 0.2至≤1000HV 0.2的范围内，优选地在从≥700HV 0.2至≤900HV0.2的范围内，特别地在从≥780HV 0.2至≤830HV 0.2的范围内。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于射流切割的磨料，其中，所述颗粒选自丸粒、线状粒、砂粒和它们的混合物，其中，优选地所述颗粒是砂粒。

10.一种用于射流切割的悬浮液，包括：

至少一种根据权利要求1至9中任一项所述的用于射流切割的磨料；以及

悬浮剂，所述悬浮剂优选为水。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的用于射流切割的磨料在切割工件中的用途。