[发明专利]一种铬钼合金低碳钢丸及其生产方法

说明书

技术领域

一种铬钼合金低碳钢丸及其生产方法，属于钢丸铸造技术领域。

背景技术

铸钢丸一般由高质量的钢碎料制成，首先将其熔化，然后用高压水喷射式使熔融的钢水形成小球状。形成的丸体再次加热以净化匀质，然后进行淬火处理。淬火后的丸体在熔炉内进行烘干并重新加热回火以达到适当的硬度，回火处理的钢丸通过机械筛网分为不同等级以用于抛丸设备。不同粒度和硬度的产品有不同的应用领域传统国标钢丸的基本流程为选料——熔化钢水——化验——半成品——粗筛——选圆——二次淬火——回火——降温——精筛，产品即可入库或进入下游应用。

目前钢丸生产企业使用中频电炉生产的企业达95%以上，因该种电炉无法去除钢水中的碳、硫、磷等有害物质，至使钢丸的使用寿命较低。但是随着工业发展对钢丸的使用寿命、硬度、弹性等方面的要求越来越高。

传统的铸钢丸使用寿命一般在1700~1900次，寿命较低。且存在要么韧性较高而硬度较低，要么硬度高而韧性较低易破碎的问题。硬度低则影响钢丸对处理产品的质量，韧性低易破碎则需要频繁更换钢丸增加成本和工人劳动强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种韧性好、硬度高、弹性好的一种铬钼合金低碳钢丸及其生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该铬钼合金低碳钢丸，其特征在于：钢丸的化学质量百分比组成为：碳0.15~0.25%、硅0.9~1.2%、锰1.05~1.26%、铬0.2~0.25%、钼0.05~0.07%，其余为铁。

优选的，所述钢丸的化学质量百分比组成为：碳0.22%、硅0.9%、锰1.26%、铬0.2%、钼0.05%，其余为铁。

所述的钢丸所用原料重量份组成为硅质量比例75%的硅铁合金12~15份，锰质量比例70%的锰铁合金15~18份，铬金属2~2.5份，钼金属0.5~0.7份，含碳质量比例在0.15~0.25%、硫、磷含量为小于0.04%的废钢963.8~970.5份。

优选的，所述的原料重量份组成为硅质量比例75%的硅铁合金12份，锰质量比例70%的锰铁合金18份，铬金属2份，钼金属0.5份，废钢含碳的质量比例在0.22%。

作为钢丸由于工作环境对其韧性、硬度、弹性的特殊要求，有其最佳的取值范围，而面对钢丸韧性与硬度之间的矛盾结合很难以简单的通过增加或减少组份而达到最佳状态。本发明的低碳钢丸控制碳含量增加钢丸韧性，又增加硅、锰、铬、钼配合硬度和弹性。以适应钢丸的工作环境。

一种上述铬钼合金低碳钢丸的制备方法，其特征在于，制备流程为：选料——熔化钢水——化验——半成品——粗筛——选圆——精筛；所述的选料为按上述原料比例称取废钢、硅铁合金、锰铁合金、铬金属和钼金属；所述的熔化钢水步骤中钢水温度控制在1760~1800℃。

优选的，所述的熔化钢水步骤中钢水温度为1780℃。

本发明原材料有中频电炉冶炼成钢水后，去除杂质，并适当添加锰、硅、铬、钼等合金并使其全部熔化。并控制在良好的范围既保证钢丸的弹性、硬度又保证钢丸的韧性。

传统的钢丸制备工艺中钢水温度一般控制在1500~1650℃，在添加锰、硅、铬、钼合金后钢水流动性很差，倒火时钢丸成型率最多只有50%，本发明将钢水温度控制在1750~1800℃之间，将低碳钢丸成型率应在90%左右。钢水温度和钢水成分共同决定了钢水的流动状态，而钢水的流动状态又直接影响了钢丸的成型状态。原料中铬和钼的加入能够增加钢丸的硬度和弹性，但是又会影响钢丸成型降低成型率。使得在传统钢丸成型的熔融状态下，由于甩出的熔融小液滴表面张力、硬化速率等原因的影响，而很难保持在圆球状态，成型率低。

在对钢水温度的控制中，除了考虑添加铬、钼后钢丸成型所需的熔融状态、表面张力、硬化速率等的影响外，还要考虑钢水温度对硅流失的影响。温度过高不但耗能增加，而且所加的硅组份会氧化流失，落水冷却时硬度不够而影响钢丸形状。所以本发明中钢水温度的控制其实是钢水熔融状态和钢水组分的控制。是影响产品外观和各物理性状的关键。

本发明通过钢水温度配合原料组分，使的本品的低碳钢丸不用回火、淬火，只经过粗筛、选圆、精筛即可。硬度即可达到48~53 HRB，且永不破碎，寿命提高到2740次以上。