專利名稱：：一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種金屬產(chǎn)品的制備方法，尤其是一種用于金屬表面處理的強(qiáng)化鋼丸的制備方法。
背景技術(shù)：
：目前，在我國(guó)，生產(chǎn)用于金屬表面處理的鋼丸的工藝方法主要有兩種，一是從廢鋼和鐵泥中提取，二是通過(guò)霧化方式生產(chǎn)。由這兩種方式生產(chǎn)所得的鋼丸存在如下缺陷鋼丸的密度、表面形狀、元素比例不容易控制，且硬度偏差大，容易產(chǎn)生空心和表面微裂紋，在拋丸或噴丸過(guò)程中耐沖擊性和耐摩擦性不夠，容易破碎，使用壽命短。特別是用于高強(qiáng)度鋼材的拋丸清理及強(qiáng)化處理時(shí)，如用于大飛機(jī)制造、航天航空、汽車、摩托車、造船、傳動(dòng)裝置、彈簧制造等行業(yè)金屬表面處理時(shí)，這類鋼丸的缺點(diǎn)尤為突出，無(wú)法滿足改變工件表面應(yīng)力狀態(tài)、使工件表面硬化、提高零件的耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度這樣的工藝要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于改變現(xiàn)有鋼丸制備方法，提供一種能生產(chǎn)出表面強(qiáng)度高、耐久性好、硬度偏差小的，適用于高端工件表面處理的強(qiáng)化鋼丸的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是強(qiáng)化鋼丸的制備方法包括如下工藝流程選料一拉絲一切割一篩分一檢測(cè)一入庫(kù)，或選料一拉絲一切割一表面磨圓強(qiáng)化一篩分一檢測(cè)一入庫(kù)。所述選料指選用元素成分比例與成品強(qiáng)化鋼丸一致，硬度偏差在成品強(qiáng)化鋼丸標(biāo)準(zhǔn)硬度土50HV范圍內(nèi)的彈簧鋼絲為生產(chǎn)原材料。所述拉絲指按產(chǎn)品規(guī)格要求，對(duì)原材料進(jìn)行3~5次的拉絲，將彈簧鋼絲拉絲成0.2~3毫米之間不同規(guī)格的圓柱形鋼絲。所述切割指將圓柱形鋼絲切割成長(zhǎng)度一致的小圓柱體切段，切割長(zhǎng)度與圓柱形鋼絲的直徑一致。所述表面磨圓強(qiáng)化是指采用磨圓強(qiáng)化設(shè)備對(duì)圓柱體切段進(jìn)行撞擊磨圓與撞擊強(qiáng)化。所述篩分指按尺寸規(guī)格要求進(jìn)行2~3次篩分。所述檢測(cè)指硬度及耐久性檢測(cè)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于強(qiáng)化鋼丸采用符合元素成分比例及硬度偏差范圍要求的型材一彈簧鋼絲為原料生產(chǎn)而成，因此強(qiáng)化鋼丸的密度、元素比例一致性高。由于強(qiáng)化鋼丸的生產(chǎn)工藝為-選料一拉絲一切割一篩分一檢測(cè)一入庫(kù)，或選料一拉絲一切割一表面磨圓強(qiáng)化一篩分一檢測(cè)一入庫(kù)。因此所得強(qiáng)化鋼丸不會(huì)出現(xiàn)空心和表面裂紋現(xiàn)象，表面形狀差異小，表面強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)。利用本發(fā)明提供的制備方法生產(chǎn)出的強(qiáng)化鋼丸特別適用于高端工件表面處理。具體實(shí)施例方式一種強(qiáng)化鋼丸，其重量百分組成為碳0.45-0.85%，錳0.30~1.30%，硅0.15~0.35%，硫《0.050%,磷《0.040%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。平均硬度為640HV，硬度偏差范圍為士25HV。強(qiáng)化鋼丸按照形狀可以分為四類圓柱型——代號(hào)為Z;橢圓型——代號(hào)為G1;準(zhǔn)球型——<代號(hào)為G2;球型——代號(hào)為G3。要生產(chǎn)上述強(qiáng)化鋼丸，其生產(chǎn)工藝為選料一拉絲一切割一篩分一檢測(cè)一入庫(kù)，或選料一拉絲一切割一表面磨圓強(qiáng)化一篩分一檢測(cè)一入庫(kù)。其中選料是指選用元素成分比例按重量百分組成為碳0.450.85%，錳0.30~1.30%，硅0.15~0.35%，硫《0.050%，磷《0.040%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)的，硬度偏差范圍為640土50HV的碳素彈簧鋼絲為生產(chǎn)原材料。拉絲是指按產(chǎn)品規(guī)格要求，對(duì)原材料進(jìn)行3~5次的拉絲，將碳素彈簧鋼絲拉絲成0.2~3毫米之間不同規(guī)格的圓柱形鋼絲；切割是指用切絲機(jī)將圓柱形鋼絲切割成長(zhǎng)度一致的小圓柱體切段，切割長(zhǎng)度與圓柱形鋼絲的直徑一致，剪切截面要求平整、無(wú)毛刺、無(wú)拖尾。表面磨圓強(qiáng)化是指采用磨圓強(qiáng)化設(shè)備對(duì)圓柱體切段進(jìn)行高速撞擊從而得到磨圓強(qiáng)化的效果。磨圓強(qiáng)化設(shè)備使圓柱體切段以60100米每秒的速度射出，經(jīng)過(guò)30~80厘米的距離后撞擊強(qiáng)化室內(nèi)壁，根據(jù)反復(fù)撞擊時(shí)間的不同控制粒丸形狀、硬度及硬度偏差。強(qiáng)化具體時(shí)間如下Z:0分鐘Gl:30~60分鐘G2:60分鐘G3:80分鐘強(qiáng)化鋼丸的硬度等級(jí)和硬度范圍強(qiáng)化鋼丸等級(jí)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>^篩分的方法及步驟是:1、第一篩尺寸規(guī)格在顆粒偏差+0.1毫米，即篩孔直徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格+0.12、第二篩尺寸規(guī)格為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，顆粒偏差近似為+0.00毫米，即篩孔直徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格；3、第三篩尺寸規(guī)格在顆粒偏差為-O.1毫米，即篩孔直徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格-O.1毫米；4、去除表面形狀不規(guī)則的產(chǎn)品，丸粒放大25倍目測(cè)，不合率《0.3%。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>附最后過(guò)篩率Z^O.7%，Gl^O.5%，G2^0,5%，G3^0.5%。丸粒標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格范圍0.30~2.00毫米。第一、二、三篩上的留篩率和過(guò)篩率的測(cè)試方法第X篩的留篩率——經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩選之后殘留在篩網(wǎng)上的殘余物占總樣的百分比。第X篩的過(guò)篩率——經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩選之后通過(guò)篩網(wǎng)被篩落下去的過(guò)篩物占總樣的百分比。取被測(cè)強(qiáng)化鋼丸約1千克左右，在稱重精度不低于0.1克的天平上稱出樣本總的重量，然后放在第一級(jí)篩網(wǎng)中過(guò)篩，收集殘余在篩網(wǎng)上的殘余物。將其放在天平上稱重，求出第一篩留篩率重量百分比，在此之后將第一級(jí)篩篩過(guò)物再放入第二級(jí)篩網(wǎng)中過(guò)篩，將殘留在第二篩網(wǎng)中的殘留物再次稱重，求出第二級(jí)篩的留篩率重量百分比，以此類推，將第二級(jí)篩過(guò)篩物再放到第三級(jí)篩網(wǎng)中過(guò)篩，收集第三篩的留篩殘余物和過(guò)篩物質(zhì)，將其放在天平上，求出第三篩的留篩率和過(guò)篩率總量百分比。整個(gè)測(cè)試過(guò)程可以放在三篩重疊的自動(dòng)分篩機(jī)上一次測(cè)試。事例測(cè)定公稱尺寸為1.0毫米強(qiáng)化鋼丸尺寸分布。量具:三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)各一個(gè)，第一篩0.9毫米,第二篩1.00毫米，第三篩1.10毫米，及一個(gè)無(wú)篩孔容器，精度不低于0.1克稱重天平一臺(tái)。測(cè)試步驟隨機(jī)抽取一千克強(qiáng)化鋼丸，對(duì)規(guī)格比較大的強(qiáng)化鋼丸可以抽取更多重量的測(cè)試樣品。將干凈的第一、二、三篩及無(wú)孔容器重串在自動(dòng)振動(dòng)篩機(jī)上，允許采用手工方法。將全部抽樣強(qiáng)化鋼丸倒入第一篩中，開(kāi)動(dòng)機(jī)器過(guò)篩，或手動(dòng)過(guò)篩。在天平上分別稱重第一篩中的殘余物，第二篩中的殘余物，第三篩中的殘余物及過(guò)篩物(既無(wú)孔容器中的殘余物)。將其各自稱得的重量除以最初抽取樣品的總重，得出其尺寸分布重量百分比。硬度檢測(cè)方法隨機(jī)收取100顆丸粒，進(jìn)行鑲嵌，鑲嵌溫度不超過(guò)120攝氏度，鑲嵌完成后用砂輪打磨，使丸粒暴露面接近丸粒公稱直徑尺寸的三分之一處，然后用紅砂紙將丸粒面磨平，砂紙打磨制梯過(guò)程應(yīng)用濕磨，防止丸粒局部過(guò)熱，然后對(duì)在此磨面上中心的20粒按GB/14340標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其維氏硬度、丸粒尺寸0.4毫米載荷為4.90牛頓(0.5千克)，丸粒尺寸0.5~1.2毫米載荷為9.81牛頓(1.0千克)，每個(gè)丸粒測(cè)一點(diǎn)，20個(gè)硬度值相加后取算術(shù)平均值，并且其任何測(cè)試值必須在規(guī)定的該級(jí)硬度范圍。耐久性測(cè)試方法從被測(cè)丸粒中隨機(jī)抽樣500克丸粒和備用100克丸粒，將100克丸粒全部放入Ervin(埃文)試驗(yàn)機(jī)中測(cè)試，Ervin(埃文)試驗(yàn)機(jī)設(shè)500轉(zhuǎn)為一個(gè)循環(huán)，設(shè)一個(gè)循環(huán)試驗(yàn)后用公稱直徑0.2毫米標(biāo)準(zhǔn)分選篩篩取裝試驗(yàn)丸粒的小丸粒及灰塵，用備用丸粒補(bǔ)充其損失的丸粒重量，依次類推繼續(xù)循環(huán)試驗(yàn)直至損失丸粒重量達(dá)到100克，由此推算失重100克丸粒使的轉(zhuǎn)數(shù)定為耐久性。耐久性的計(jì)算公式為累計(jì)循環(huán)旋轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)一[(500+最后一次循環(huán)損耗重量)X(累計(jì)損耗總重量一100)]事例取樣品500克和備份100克，設(shè)置每500轉(zhuǎn)為一個(gè)循環(huán)，當(dāng)總重量損耗超過(guò)100克時(shí)共轉(zhuǎn)九個(gè)循環(huán)，計(jì)4500轉(zhuǎn)，最后一個(gè)循環(huán)損耗為25克，最終損耗總重量為118.6克，計(jì)算在剛剛損耗到100克時(shí)，所轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，既強(qiáng)化鋼丸的耐久性。4500-[(500+25)X(118.6-100)]=4500-20X18.6=4500-372=4128艮P:4128就是該樣品的耐久性最后得到成品相關(guān)數(shù)據(jù)如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>各種不同元素成分比例、硬度及硬度偏差范圍的碳素強(qiáng)化鋼丸、不銹鋼強(qiáng)化鋼丸均可采用本發(fā)明提供的制備方法生產(chǎn)而得。權(quán)利要求1、一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于它的制備方法包括如下工藝流程選料→拉絲→切割→篩分→檢測(cè)→入庫(kù)，或選料→拉絲→切割→表面磨圓強(qiáng)化→篩分→檢測(cè)→入庫(kù)。2、據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于所述選料指選用元素成分比例與成品強(qiáng)化鋼丸一致，硬度偏差在成品強(qiáng)化鋼丸標(biāo)準(zhǔn)硬度±50HV范圍內(nèi)的彈簧鋼絲為生產(chǎn)原材料。3、據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于所述拉絲指按產(chǎn)品規(guī)格要求，對(duì)原材料進(jìn)行3~5次的拉絲，將彈簧鋼絲拉絲成0.2~3.0毫米之間不同規(guī)格的圓柱形鋼絲。4、據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于所述切割指將圓柱形鋼絲切割成長(zhǎng)度一致的小圓柱體切段，切割長(zhǎng)度與圓柱形鋼絲的直徑一致。5、據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于所述表面磨圓強(qiáng)化是指采用磨圓強(qiáng)化設(shè)備對(duì)圓柱體切段進(jìn)行撞擊磨圓與撞擊強(qiáng)化。6、據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于所述篩分指按尺寸規(guī)格要求進(jìn)行23次篩分。7、據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于所述檢測(cè)指硬度及耐久性檢測(cè)。8、據(jù)權(quán)利要求5所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于磨圓強(qiáng)化設(shè)備使圓柱體切段以60~100米每秒的速度射出，經(jīng)過(guò)30~80厘米的距離后撞擊強(qiáng)化室內(nèi)壁，撞擊所用時(shí)間是圓柱型強(qiáng)化鋼丸0分鐘、橢圓型強(qiáng)化鋼丸30~60分鐘、準(zhǔn)球型強(qiáng)化鋼丸60~90分鐘、球型強(qiáng)化鋼丸80120分鐘。9、據(jù)權(quán)利要求6所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于篩分的方法及步驟是a、第一篩尺寸規(guī)格在顆粒偏差+0.1亳米，即篩孔直徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格+0.1b、第二篩尺寸規(guī)格為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，顆粒偏差近似為+0.00毫米，即篩孔直徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格；C、第三篩尺寸規(guī)格在顆粒偏差為-O.1毫米，即篩孔直徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格-O.1毫米；d、去除表面形狀不規(guī)則的產(chǎn)品，丸粒放大25倍目測(cè)，不合率《0.3%。10、據(jù)權(quán)利要求7所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于硬度檢測(cè)方法為隨機(jī)收取100顆丸粒，進(jìn)行鑲嵌，鑲嵌溫度不超過(guò)120攝氏度，鑲嵌完成后用砂輪打磨，使丸粒暴露面接近丸粒公稱直徑尺寸的三分之一處，然后用紅砂紙將丸粒面磨平，砂紙打磨制梯過(guò)程應(yīng)用濕磨，防止丸粒局部過(guò)熱，然后對(duì)在此磨面上中心的20粒按GB/14340標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其維氏硬度、丸粒尺寸0.4毫米載荷為4.90牛頓(O.5千克)，丸粒尺寸0.5-1.2毫米載荷為9.81牛頓(L0千克)，每個(gè)丸粒測(cè)一點(diǎn)，20個(gè)硬度值相加后取算術(shù)平均值，并且其任何測(cè)試值必須在規(guī)定的該級(jí)硬度范圍。11、據(jù)權(quán)利要求7所述的一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，其特征在于耐久性測(cè)試方法為從被測(cè)丸粒中隨機(jī)抽樣500克丸粒和備用100克丸粒，將100克丸粒全部放入Ervin(埃文)試驗(yàn)機(jī)中測(cè)試，Ervin(埃文)試驗(yàn)機(jī)設(shè)500轉(zhuǎn)為一個(gè)循環(huán)，設(shè)一個(gè)循環(huán)試驗(yàn)后用公稱直徑0.2毫米標(biāo)準(zhǔn)分選篩篩取裝試驗(yàn)丸粒的小丸粒及灰塵，用備用丸粒補(bǔ)充其損失的丸粒重量，依次類推繼續(xù)循環(huán)試驗(yàn)直至損失丸粒重量達(dá)到100克，由此推算失重100克丸粒使的轉(zhuǎn)數(shù)定為耐久性。全文摘要一種強(qiáng)化鋼丸的制備方法，它涉及一種金屬產(chǎn)品的制備方法，尤其是一種用于金屬表面處理的強(qiáng)化鋼丸的制備方法。強(qiáng)化鋼丸的制備方法包括如下工藝流程選料→拉絲→切割→篩分→檢測(cè)→入庫(kù)，或選料→拉絲→切割→表面磨圓強(qiáng)化→篩分→檢測(cè)→入庫(kù)。本發(fā)明由于強(qiáng)化鋼丸采用符合元素成分比例及硬度偏差范圍要求的型材-彈簧鋼絲為原料生產(chǎn)而成，因此強(qiáng)化鋼丸的密度、元素比例一致性高。本發(fā)明由于采用了全新的工藝流程，因此所得強(qiáng)化鋼丸不會(huì)出現(xiàn)空心和表面裂紋現(xiàn)象，表面形狀差異小，表面強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)。利用本發(fā)明提供的制備方法生產(chǎn)出的強(qiáng)化鋼丸特別適用于高端工件表面處理。文檔編號(hào)B23P15/00GK101337317SQ20081012373公開(kāi)日2009年1月7日申請(qǐng)日期2008年5月30日優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日發(fā)明者馮艷華,奇王,靜王,鋒邱申請(qǐng)人:大豐市大奇金屬磨料有限公司