[发明专利]一种强化钢丸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属产品的制备方法，尤其是一种用于金属表面处理的强化钢丸的制备方法。

技术背景

目前，在我国，生产用于金属表面处理的钢丸的工艺方法主要有两种，一是从废钢和铁泥中提取，二是通过雾化方式生产。由这两种方式生产所得的钢丸存在如下缺陷：钢丸的密度、表面形状、元素比例不容易控制，且硬度偏差大，容易产生空心和表面微裂纹，在抛丸或喷丸过程中耐冲击性和耐摩擦性不够，容易破碎，使用寿命短。特别是用于高强度钢材的抛丸清理及强化处理时，如用于大飞机制造、航天航空、汽车、摩托车、造船、传动装置、弹簧制造等行业金属表面处理时，这类钢丸的缺点尤为突出，无法满足改变工件表面应力状态、使工件表面硬化、提高零件的耐磨性和抗疲劳强度这样的工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于改变现有钢丸制备方法，提供一种能生产出表面强度高、耐久性好、硬度偏差小的，适用于高端工件表面处理的强化钢丸的制备方法。

本发明的技术解决方案是：强化钢丸的制备方法包括如下工艺流程：

选料→拉丝→切割→筛分→检测→入库，

或：选料→拉丝→切割→表面磨圆强化→筛分→检测→入库。

所述选料指选用元素成分比例与成品强化钢丸一致，硬度偏差在成品强化钢丸标准硬度±50HV范围内的弹簧钢丝为生产原材料。

所述拉丝指按产品规格要求，对原材料进行3～5次的拉丝，将弹簧钢丝拉丝成0.2～3毫米之间不同规格的圆柱形钢丝。

所述切割指将圆柱形钢丝切割成长度一致的小圆柱体切段，切割长度与圆柱形钢丝的直径一致。

所述表面磨圆强化是指采用磨圆强化设备对圆柱体切段进行撞击磨圆与撞击强化。

所述筛分指按尺寸规格要求进行2～3次筛分。

所述检测指硬度及耐久性检测。

本发明的优点在于：由于强化钢丸采用符合元素成分比例及硬度偏差范围要求的型材一弹簧钢丝为原料生产而成，因此强化钢丸的密度、元素比例一致性高。由于强化钢丸的生产工艺为：

选料→拉丝→切割→筛分→检测→入库，

或：选料→拉丝→切割→表面磨圆强化→筛分→检测→入库。

因此所得强化钢丸不会出现空心和表面裂纹现象，表面形状差异小，表面强度高、使用寿命长。利用本发明提供的制备方法生产出的强化钢丸特别适用于高端工件表面处理。

具体实施方式

一种强化钢丸，其重量百分组成为碳0.45～0.85％，锰0.30～1.30％，硅0.15～0.35％，硫≤0.050％，磷≤0.040％，余量为铁和不可避免的杂质。平均硬度为640HV，硬度偏差范围为±25HV。

强化钢丸按照形状可以分为四类：

圆柱型——代号为Z；

椭圆型——代号为G1；

准球型——代号为G2；

球型——代号为G3。

要生产上述强化钢丸，其生产工艺为：

选料→拉丝→切割→筛分→检测→入库，

或：选料→拉丝→切割→表面磨圆强化→筛分→检测→入库。

其中选料是指选用元素成分比例按重量百分组成为碳0.45～0.85％，锰0.30～1.30％，硅0.15～0.35％，硫≤0.050％，磷≤0.040％，余量为铁和不可避免的杂质的，硬度偏差范围为640±50HV的碳素弹簧钢丝为生产原材料。

拉丝是指按产品规格要求，对原材料进行3～5次的拉丝，将碳素弹簧钢丝拉丝成0.2～3毫米之间不同规格的圆柱形钢丝；

切割是指用切丝机将圆柱形钢丝切割成长度一致的小圆柱体切段，切割长度与圆柱形钢丝的直径一致，剪切截面要求平整、无毛刺、无拖尾。

表面磨圆强化是指采用磨圆强化设备对圆柱体切段进行高速撞击从而得到磨圆强化的效果。磨圆强化设备使圆柱体切段以60～100米每秒的速度射出，经过30～80厘米的距离后撞击强化室内壁，根据反复撞击时间的不同控制粒丸形状、硬度及硬度偏差。

强化具体时间如下：

Z：0分钟

G1：30～60分钟

G2：60～分钟

G3：80～分钟

强化钢丸的硬度等级和硬度范围：

筛分的方法及步骤是：

1、第一筛：尺寸规格在颗粒偏差+0.1毫米，即筛孔直径为标准尺寸规格+0.1毫米；

2、第二筛：尺寸规格为标准产品，颗粒偏差近似为+0.00毫米，即筛孔直径为标准尺寸规格；

3、第三筛：尺寸规格在颗粒偏差为-0.1毫米，即筛孔直径为标准尺寸规格-0.1毫米；