[发明专利]一种低合金钢铸钢丸或铸钢砂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属磨料技术领域，特别涉及一种低合金钢铸钢丸或铸钢砂及其制备方法。

背景技术

目前国内外使用的铸钢丸或铸钢砂产品，主要分为两类：高碳铸钢丸和低碳铸钢丸。在使用过程中目前主要存在以下问题：一方面是满足GB/T18838.3-2008高碳铸钢丸和砂、SFSA20-66铸钢磨料、SAE J827-1996铸钢丸、SAEJ1993-1996高碳铸钢砂、YB/T5149-1993铸钢丸、YB/T5150-1993铸钢砂、ISO11124-3-1993高碳铸钢丸和砂、JIS G5903-1975铸钢丸和砂、DIN 8201-2-1985铸钢丸和砂。标准的高碳铸钢丸和砂，主要成分为C：0.8～1.20wt.%，碳含量高，属于过共析钢成分，雾化凝固成丸后，铸态组织中存在着严重的成分偏析现象，冷却到室温后形成高碳片状马氏体组织，高碳铸钢丸易产生大量的裂纹，虽经再次加热淬火及回火后，其成分偏析也不易消除，且表面裂纹继续扩展，脆性仍较大，在表面抛喷丸清理与强化过程中易破碎，损耗量大。另一方面满足SAEJ2175-1991低碳铸钢丸、GB/T18838.4-2008低碳铸钢丸标准的低碳铸钢丸，主要成分C：0.08～0.2wt.%，碳含量低，铸态凝固成丸后，组织为低碳马氏体+贝氏体混合组织，硬度≤HRC50，硬度较低，且无法破碎制成低碳铸钢砂，无法适应高硬度工件表面的抛喷丸清理与强化。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足而提供一种低合金钢铸钢丸或铸钢砂及其制备方法，利用该方法生产的低合金钢铸钢丸或铸钢砂具有强度高、韧性好、耐冲击、耐磨损、使用寿命长等优点。

本发明提供了一种低合金钢铸钢丸或铸钢砂，该低合金钢铸钢丸或铸钢砂的组成成份及各成份的重量百分比如下：C：0.09～0.2wt.%、Si：0～1.1wt.%、Mn：0.8～1.7wt.%、V：0.02～0.15wt.%、Nb：0.015～0.06wt.%、Ti：0.02～0.20wt.%、S和P≤0.045wt.%、余量为Fe。

本发明还提供了所述低合金钢铸钢丸的制备方法，具体步骤如下：

（1）将原材料按配比称重，熔炼成钢水；

（2）将步骤（1）得到的钢水中加入适量的铝脱氧；

（3）采用离心雾化法将步骤（2）脱氧后的钢水利用离心力使其雾化为小液滴，液滴在其表面张力和重力的作用下变为球形，落入冷却水池中，凝固成半成品低合金钢铸钢丸；

（4）从冷却水池中将半成品低合金钢铸钢丸捞出，烘干；

（5）将烘干的半成品低合金钢铸钢丸在800℃～860℃下加热，保温30～40分钟后，在水中冷却，进行淬火处理，制得半成品淬火低合金钢铸钢丸，然后将半成品淬火低合金钢铸钢丸在350℃～550℃下，保温40～60分钟，进行回火处理，制得低合金钢铸钢丸。

本发明还提供了所述低合金钢铸钢砂的制备方法，具体步骤如下：

（1）将原材料按配比称重，熔炼成钢水；

（2）将步骤（1）得到的钢水中加入适量的铝脱氧；

（3）采用离心雾化法将步骤（2）脱氧后的钢水利用离心力使其雾化为小液滴，液滴在其表面张力和重力的作用下变为球形，落入冷却水池中，凝固成半成品低合金钢铸钢丸；

（4）从冷却水池中将半成品低合金钢铸钢丸捞出，烘干；

（5）将烘干的半成品低合金钢铸钢丸在800℃～860℃下加热，保温30～40分钟后，在水中冷却，进行淬火处理，制得半成品淬火低合金钢铸钢丸；将粒度≥2.0mm的烘干的半成品低合金钢铸钢丸或半成品淬火低合金钢铸钢丸，进行破碎，分别制成半成品低合金钢铸钢砂、半成品淬火低合金钢铸砂，将半成品低合金钢铸钢砂或半成品淬火低合金钢铸砂在350℃～500℃下，保温30～60分钟，进行回火处理，制得低合金钢铸钢砂。

本发明提供的低合金钢铸钢丸或铸钢砂的制备方法，所述步骤（2）中铝的用量为钢液质量的0.015wt.%；所述步骤（4）中的烘干为控制含水量小于0.20wt.%。所述步骤（5）中的淬火处理的冷却介质为50℃以下的流动水。

本发明提供的低合金钢铸钢丸或铸钢砂的制备方法，所述低合金钢铸钢砂粒度为0.1～2.4mm。