[发明专利]低碳铸钢丸

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳铸钢丸。更加详细地说，本发明涉及一种丸的形状均匀、金属组织与硬度的偏差较小且喷丸清理能力稳定的低碳铸钢丸。

背景技术

以往，铸钢丸应用于广泛的用途。以铸件的清砂为首，将铸钢丸主要应用于铁系金属材料的毛刺去除、附着物去除、氧化膜去除等广泛的用途。

铸钢丸大体上分为高碳铸钢丸和低碳铸钢丸，并对其化学组成以及质量实行了标准化，例如日本是在JIS Z0311（2004年）中有规定。

由于高碳铸钢丸含有0.80％～1.2％的C，能够提高淬火硬度，因此能够对其进行机械性粉碎而制造碎金属。由于碎金属大量应用在用于切断大理石等石材的大型排锯等中，因此高碳铸钢丸具有能够符合碎金属的需要的优点。由此，高碳铸钢丸在世界范围内最为普及。

另一方面，低碳铸钢丸含有0.08％～0.20％的C，为了提高淬火性而将Mn较高地设定为0.35％～1.5％，从而具有在利用喷水（water jet）、离心力等粉碎熔融金属而制造丸粒的阶段中形成以贝氏体为主体的金属组织的这一特点，能够获得Hv390～520左右（维氏硬度）的硬度。因此，低碳铸钢丸具有不需要像高碳铸钢丸那样实施淬火、回火的热处理这样的优点。另外，在高碳铸钢丸的情况下，在利用喷水、离心力等粉碎熔融金属而制造丸粒的阶段，丸粒易于产生裂纹（淬火裂纹），但由于在低碳铸钢丸的情况下难以产生裂纹，因此该低碳铸钢丸被公认为耐久性优良。

低碳铸钢丸如上所述那样具有不需要实施热处理的优点，但与此相对，其较大地依赖于化学组成。但是，标准中所规定的化学组成的范围极广。在JIS Z0311（2004年）中，以质量％计，化学组成为以下范围。C：0.08～0.20、Si：0.10～2.0、Mn：0.35～1.5、P：0.05以下、S：0.05以下。

另外，在中国的GB/T 18838.4（2008年）中，与JIS Z0311相同地对化学组成的范围实行了标准化。

通常，对铸钢的淬火性影响最大的元素是C，随着C％的增加，淬火性以及淬火硬度上升。但是，由于在低碳铸钢丸中C％较低，因此出于提高淬火性的目的，取代C而较高地设定Mn、Si。然而，由于Mn、Si都是与氧的化合力极强的元素，熔融金属易于氧化，因此存在有如下问题，即，丸的形状较差，形成大致球形以外的纺锤形、棒状这样的非球状颗粒的比例较高，进而使喷丸清理能力不稳定。

作为改良了低碳铸钢丸的化学组成的现有技术，提出有添加了Ni的以下化学组成（专利文献1）。

C：0.15～0.30、Si：0.30～0.80、Mn：0.40～1.0、Ni：0.80～1.20。

专利文献1的化学组成减少了作为易于氧化的元素的Si及Mn的添加量，并且新添加了Ni，从而推断出该化学组成确保了淬火性。

专利文献1：美国专利第2670281号公报

在具有JIS Z0311（2004年）中所规定的化学组成的低碳铸钢丸中，为了提高淬火性而较高地设定Mn、Si，但是由于Mn、Si都是与氧的化合性极强的合金元素，熔融金属易于氧化，因此存在有如下问题，即，丸的形状较差，形成大致球形以外的纺锤形、棒状这样的非球状颗粒的比例较高。

在专利文献1中，添加了0.80％～1.20％的Ni，但是Ni为价格相对较高的合金元素，从而存在有导致原料成本上升这样的问题。另外，虽然在专利文献1中记载有获得了HRC（洛氏硬度）45的硬度和优良的耐久性，但是并没有对丸的形状、金属组织进行记载，其详细情况不明。

发明内容

本发明的目的在于通过最佳化包括微量成分的含有量在内的化学组成，提供一种原料成本便宜且丸的形状均匀、金属组织、硬度的偏差较小并且喷丸清理能力稳定的低碳铸钢丸。

本发明是为了达成上述目的而做成的，发现较低地设定Si、Mn的添加量并且适量地添加Cr对于达成上述目的是极其有效的，从而完成了本发明。

本发明的低碳铸钢丸的特征在于，该低碳铸钢丸具有如下化学组成：以质量％计，C：0.1％～0.25％、Si：0.1％～0.3％、Mn：0.40％～1.0％、Cr：0.3％～1.0％、P：0.05％以下、S：0.05％以下，剩余部分仅由Fe及不可避免的杂质构成（技术方案1）。