[发明专利]一种耐磨抛丸机叶片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，特别涉及到一种耐磨抛丸机叶片及其制备方法。

背景技术

抛丸机是利用离心力作用将磨料高速抛出，冲击工件表面致使表面氧化皮、锈层、粘砂或杂质剥落，或使其表面形变并产生压应力。抛丸机中最易磨损的零件——叶片，叶片工作时处于高速旋转的叶轮中，既要承受钢丸磨料的磨损，又要承受高速丸流的冲蚀磨损，在这两种形式磨损下，叶片是否好用，往往取决于叶片材质及其热处理工艺。

为了提高抛丸机叶片的使用寿命，公告号为CN102294435A的中国发明专利公开了采用激冷面层涂料的复合型壳熔模铸造生产抛丸机叶片的方法，该方法包括下述的步骤：包括下述的步骤：蜡模制作、浇口模制作，蜡模整修，蜡模组焊、脱蜡、焙烧，其特征在于，该方法还包括在蜡模组焊和脱蜡之间增加了在复合型壳上涂覆涂料的步骤，该步骤具体包括在复合型壳的面层型壳上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳上涂覆水玻璃加固层涂料。采用本发明的方法生产的抛丸机叶片，提高了叶片的力学性能，从而提高了叶片的使用寿命，同时还使型壳和铸件表面之间形成了非晶态的玻璃相，在清砂时就很便于从铸件表面脱落。公告号为CN85105656的中国发明专利还公开了高磷抗磨球墨铸铁及其生产方法，该发明可用天然高磷并含强碳化物形成元素或还含铜的生铁为原料，浇注时采用快冷措施以减少磷共晶的量，从而获得低成本的抗磨球墨铸铁材料，适用于制造球磨机磨球，抛丸机叶片，脱泥水力旋流器，输送污泥和砂子的管道等零件。公告号为CN1104562中国发明专利公开了轧制白口铁抛丸机叶片的研制，该发明的白口铸铁叶片成分：2.1~3.0%C，＜1.0%Si，0.8~1.5%Mn，1.0%Cr，0.3~0.8%Mo，0.5~1.0%Cu，＜0.05%P，＜0.05%S，可用连铸生产白口铸铁铸坯，轧制温度为750~1100℃，轧制变形率：＜70%，其最佳的轧制温度为850~1000℃，最佳轧制变形率为50~60%。该发明轧制过程中保证碳化物充分破碎，组织致密，具有最高强度、韧性和抗磨性，与铸造叶片相比，冲击韧性提高1.85~2.66倍，硬度平均达HRC60，抗磨性提高3~5倍。若采用以上专利，抛丸机叶片仍存在硬度低，使用寿命短以及更换频繁的不足。

目前耐磨材料的种类很多，主要有白口铸铁、高锰钢、高铬铸铁。

当叶片采用高锰钢ZGMn13制造，经水韧处理后，其硬度达到HB180～220，它的特性是在较大挤压力或较大冲击负荷作用下，工作表面会发生加工硬化，其表面硬度由HB200硬化到HB500左右，才能具备良好的耐磨性。但在实际工况使用下，由于没有足够的加工硬度，当丸料与抛丸器耐磨叶片表面接触时，每个颗粒像一把微小的切刀把材料表面切削掉，所以，磨料与抛丸器耐磨叶片接触的过程就是不断因微观切削而冲击磨损和耐磨材料表面不断形变强化的过程，由于高锰钢经受不住磨料的冲击和刮擦，很快被磨损掉，叶片使用寿命≤150h，这不但增加了设备的检修费用，而且远远降低了设备的运转率，增加了工人的劳动强度。

由于高铬铸铁具有优良的耐磨性能，目前大部分抛丸机叶片都是采用高铬铸铁材料加工制造。然而，在实际工程应用过程中，要得到完全马氏体难度很大，马氏体的形貌也难以控制，致使高铬铸铁在摩擦磨损特别是在冲击摩擦磨损情况下很容易从铸造缺陷部位层层剥落，造成铸件的磨损失效，这是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，提供一种耐磨抛丸机叶片及其制备方法。

本发明目的可以通过以下技术方案来实现：其特征在于：具体操作步骤如下：

1）、熔炼：在中频感应电炉内熔炼多元高铬合金铸铁，铁水的化学成分质量分数为：Cr：26.0~28.0%，C：3.6~3.8%，B：2.0~2.4%，V：2.8~3.0%，Mn：7.5~8.0%，Mo：2.2~2.5%，W：1.8~2.0%，Nb：1.6~1.8%，N：0.30~0.45%，Si：<0.5%，S：<0.04%，P：<0.05%，余量Fe；当铁水温度达到1530~1560℃时出炉入浇包；随后向浇包内插入多元合金棒，多元合金棒直径为φ25~30mm，多元合金棒加入量占浇包内铁水质量分数的1.5~2.0%。

2）、铸造及清理：当铁水温度降至1390~1420℃时，将铁水浇入铸型，浇注完毕2~3小时后，开箱空冷抛丸机叶片，去掉浇冒口，清理飞边、毛刺。

3）、硬化处理：将清理后的抛丸机叶片随炉加热至900~930℃，保温2~4小时，出炉风冷，使抛丸机叶片温度低于180℃。