SI20913A - Postopek za pripravo ostrorobnega nerjavečega peskalnega sredstva na osnovi zlitine Fe-Cr-C - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na postopek za pripravo nerjavečega ostrorobnega peskalnega sredstva (večje od 60 HRC) na osnovi zlitine Fe-Cr-C. Granulat iz zlitine železa-kroma-ogljika pri tem kalimo na večje od 60 HRC tako, da ga podvržemo toplotni obdelavi pri več kot 900 stopinj Celzija ob reducirni atmosferi. Na ta način nastane trd material brez oksidov, ki ga lahko zdrobimo v ostrorobna zrna. Rezultat je peskalno sredstvo z izvrstnimi lastnostmi za površinsko obdelavo obdelovancev iz nerjavečega material, kot npr. plemenitega jekla, barvne kovine, naravnega kamna.ŕ

Description

Postopek za pripravo ostrorobnega nerjavečega peskalnega sredstva na osnovi zlitine Fe-Cr-C

Izum se nanaša na postopek za pripravo zrn peskalnega sredstva iz nerjaveče posebne jeklene litine, pri čemer najprej iz taline kaljive zlitine železo-krom-ogljik pripravimo granulat, ki ga nato toplotno obdelamo pri >900 °C za kaljenje in nato zdrobimo v ostrorobna zrna.

Za peskalno obdelavo obdelovancev iz nerjavečih materialov je potrebno, da prav tako uporabimo nerjaveča peskalna sredstva, ker rjaveča peskalna sredstva, kot odpadno jeklo ali jekleni pesek, pustijo na površini obdelovanca ostanke, ki vsebujejo železo. Z oksidacijo oprijemajočih se ostankov železa nastanejo potem neželeno v najkrajšem času madeži rje. Poleg nekovinskih, večinoma mineralnih peskalnih sredstev, kot npr. elektrokorunda, silicijevega karbida ali stekla, so znana tudi nerjaveča kovinska peskalna sredstva. Pri tem naj omenimo peskalno odpadno posebno jekleno litino iz proti rji obstojnih jeklenih zlitin. Ta material ima v primerjavi z mineralnimi peskalnimi sredstvi vrsto prednosti. Tako se da s kovinskimi peskalnimi zrni doseči bistveno zvišana življenjska doba v običajnih peskalnih napravah, ker se plemenito jeklo zaradi svoje večje duktilnosti pri peskalni obdelavi drobi v bistveno manjšem obsegu. Na osnovi z visoko udarno žilavostjo pogojenega dobrega obnašanja pri obrabi se je zlasti pri uporabi v peskalnih napravah, ki so opremljene s puhali, obnesla uporaba peskalnih sredstev iz plemenitega jekla.

Znani sta dve kategoriji peskalnih sredstev iz nerjaveče posebne jeklene litine. To so po eni strani granulati iz kroglastih zrn, ki obstoje iz jeklenih materialov srednje trdote (<45HRc). Kot je opisano v JP 61 257 775, po drugi strani uporabijo tudi ostrorobna zrna iz kaljene kromove železove litine (>60HRC), ker se dajo z njimi doseči izboljšane abrazivne lastnosti.

V primerjavi z zrni peskalnega sredstva prve kategorije je pri pripravi ostrorobnega kaljenega granulata potreben bistveno večji trud za izdelavo z dodatnimi procesnimi stopnjami. Pri pripravi po JP 61 257 775 iz taline kaljive zlitine kromove železove litine najprej pripravijo granulat iz v bistvu okroglih zrn. Tega kalijo, tako da ga po toplotni obdelavi pri 1000 °C do 1100 °C gasijo v vodi. Nato zrna zdrobijo, tako da nastane ostroroben material.

Pri tej metodi je neugodno, da se z gašenjem več kot 1000 °C vročega jekla v vodi podpira neželena oksidacija materiala. Nadalje je pri uporabi vode dosegljiva hitrost ohlajevanja močno omejena (parna faza). Efektivno gašenje pa je absolutno potrebno, da dobimo kar najbolj krhek material. To je predpogoj za to, da lahko zrna kasneje tako zdrobijo, da pripravijo želeni ostrorobni granulat.

Temu ustrezno je osnova predloženega izuma naloga, zagotoviti postopek za pripravo nerjavečega peskalnega sredstva, pri katerem lahko med in po dokončni toplotni obdelavi izključimo oksidacijo granulata in pri katerem je s kaljenjem dosežena krhkost materiala tako visoka, da je možno drobljenje peskalnega zma v ostroroben granulat z enostavnimi sredstvi.

Pri postopku priprave uvodoma navedene vrste rešimo to nalogo tako, da poteče toplotna obdelava v reducimi atmosferi in da za temu sledeče ohlajevanje uporabimo izključno reducimi plin ali plinsko zmes.

S tem, da granulat pri kaljenju izpostavljamo izključno reducimi atmosferi, dosežemo prednost, da se lahko zanesljivo izognemo neželeni oksidaciji materiala.

Smotrno gre pri reducimi atmosferi za plinsko zmes, ki vsebuje vodik in dušik. V praksi seje pokazalo, da je za postopek v smislu izuma zlasti primerna plinska zmes, ki vsebuje 60 do 80 % vodika in 20 % do 40 % dušika. Najboljše rezultate smo dosegli s 70 % vodika in 30 % dušika.

Da bi pripravili peskalna sredstva zlitine železa-kromove litine, se je treba držati posebnih stopenj postopka. Z uporabo zlitine železo-krom-ogljik z vsaj 2 % ogljika in vsaj 30 % kroma dobimo material, ki je korozijsko obstojno kaljiv, pri čemer se dajo brez nadaljnjega doseči trdote od > 60 HRc. Tako dobimo material, ki se odlikuje z visoko odpornostjo proti oksidaciji in z izvrstno odpornostjo proti obrabi. Uporaba označene zlitine pri postopku v smislu izuma je torej zlasti smotrna, ker je s tem podana kombinacija dobro kaljivega in istočasno korozijsko obstojnega materiala.

Za drobljenje kaljenega granulata je smotrno, da uporabimo impulzni mlin. Zelo primeren je zlasti cevni nihalni mlin, da iz kaljenega izhodnega materiala pripravimo želeni ostrorobni granulat.

Za uporabo pri površinski obdelavi kovinskih obdelovancev je smotrno, če se nahaja peskalno sredstvo klasirano po velikosti zrn. Zato je lahko postopku priprave v smislu predloženega izuma priključena nadaljnja procesna stopnja za frakcioniranje zrn, s katero dosežemo naravnavo želene zmesi zrn.

Postopek v smislu izuma v nadaljevanju podrobneje pojasnjujemo s pomočjo risbe.

Risba prikazuje tehnološko shemo postopka priprave, pri Čemer gornji del zajema procesne stopnje za pripravo izhodnega granulata, medtem ko je v spodnjem delu predstavljeno kaljenje, drobljenje in klasiranje.

Izhodni material za peskalno sredstvo je odpadno jeklo, ki ga v postopek priprave dovajamo iz skladišča 1 za odpadke.

Za naravnavo želene zlitine temu dodajamo iz primernih rezervoarjev ogljik v obliki grafita 2 in krom 3. Zmes surovin nato v talilni peči 4 stalimo v zlitino. Ta vsebuje 2,0 % ogljika in 30 % do 32 % kroma.

Talina teče pri temperaturi več kot 1420 °C v razprševalno napravo 5, pri čemer nastane granulat s širokim spektrom premerov zrn. Razpršene kapljice kovinske taline gasimo v vodni kopeli, tako da se trden granulat zbira na dnu granulimega bazena 6.

Granulat odvzemamo iz bazena iz odvoda 7 in preteče stopnje postopka odkapanje 8 in sušenje 9. Po preteku hlajenja 10 dobimo izhodni material za proti rji obstojno zlitino kromove litine.

Izhodni granulat sedaj dovajamo v peč 11, v katerem ga žarimo pri več kot 900 °C v atmosferi vodika in dušika 13 pri nizkem tlaku in potem ohladimo, nakar ga transportiramo v rezervoar 12. Z žarjenjem granulata pri >900 °C pride do izločanja sekundarnih karbidov iz matriksa, bogatega z zlitino, s čimer se spremeni sestava matriksa. Šele z izločitvijo sekundarnih karbidov je možna martenzitna pretvorba, ki potem pri ohlajenju granulata s temperaturami >900 °C vodi do zvišanja trdote na >60 HRc.

Iz posode 12 dovajamo granulat s pomočjo transporterja 14 s korci v drobilnik 15. Drobilnik 15 je prednostno izveden kot cevni nihalni mlin in zdrobi kaljeni krhki granulat v ostrorobni lomljenec. Z uporabo takih impulznih mlinov se zlasti dobro posreči, da material, ki ima močne notranje napetosti, razgradimo v ostrorobne drobce. Pri drobljenju nastajajoča zmes zm ima široko porazdelitev velikosti. Za klasiranje prehaja sedaj skozi sejalno napravo 16. Pregrobo nadzmo 17 spet dovedemo v drobilnik. Prefino podzmo 18 na tem mestu odvzamemo iz procesa in stalimo v talilni peči 4. Ustrezno zrno 19 s premerom med 0,1 in 0,8 mm bodisi skladiščimo v silosu 20 ali dovajamo za najfinejše klasiranje v nadaljnjo sejalno napravo 21. Peskalna

-55' sredstva z vsakokrat različnimi velikostmi zrn shranimo na zalogo v silosih 22, 23 in 24 do odvzema za pošiljanje končnemu uporabniku.

Claims (6)

1. Patentni zahtevki

   1. Postopek za pripravo zrn peskalnih sredstev iz nerjaveče posebne jeklene litine, pri čemer najprej iz taline kaljive zlitine železo-krom-ogljik pripravimo granulat, ki ga nato toplotno obdelujemo pri >900 °C za kaljenje in nato drobimo v ostrorobna zrna, označen s tem, da toplotna obdelava poteka v reducimi atmosferi in da za temu sledečo ohlajevanje uporabimo izključno reducimi plin ali plinsko zmes.
2. 2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, daje reducima atmosfera plinska zmes, ki vsebuje vodik in dušik.
3. 3. Postopek po zahtevku 2, označen s tem, da plinska zmes obstoji iz 60 % do 80 % vodika in 20 % do 40 % dušika.
4. 4. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da talina vsebuje vsaj 2 % ogljika in vsaj 30 % kroma.
5. 5. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da drobljenje granulata poteče s pomočjo impulznega mlina, zlasti s pomočjo cevnega nihalnega mlina.
6. 6. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da nato izvedemo frakcioniranje zrn za naravnavo raznolikih zmesi zrn.