專利名稱：一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火方法及裝置，高碳鑄鋼丸及
高碳鑄鋼砂是適用于鋼材、鑄件、鍛件、熱處理件的表面拋丸、噴丸、噴砂清理和強化用或石 材砂鋸切割用，屬于金屬磨料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外使用的高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂產(chǎn)品滿足GB/T18838. 3-2008高碳 鑄鋼丸和砂、SFSA20-66鑄鋼磨料、SAE J827-1996鑄鋼丸、SAE J1993-1996高碳鑄鋼 砂、YB/T5149-1993鑄鋼丸、YB/T5150-1993鑄鋼砂、IS011124-3-1993高碳鑄鋼丸和砂， JIS G5903-1975鑄鋼丸和砂，DIN 8201-2-1985鑄鋼丸和砂標準，主要成分為C :0. 75 1. 20wt^，碳量高，屬過共析鋼成分，熔煉好的1580-165(TC鋼液，經(jīng)霧化凝固成丸后落入水 中冷卻，屬一次淬火，鑄態(tài)組織中存在嚴重的成分偏析現(xiàn)象，冷卻到室溫后形成高碳片狀馬 氏體組織，需經(jīng)再次加熱進行二次淬火及回火處理，二次淬火后可消除其成分偏析，獲得隱 晶馬氏體，增加二次淬火工藝可使高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的使用壽命提高10-30%。
現(xiàn)國內(nèi)外二次淬火過程均是采用外加熱連續(xù)式或外加熱周期式滾筒熱處理爐，用 電爐絲或燃油、燃氣(液化石油氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣)作熱源，加熱耐熱鋼或不銹鋼爐膽 外側(cè)，熱量經(jīng)爐膽傳遞給滾筒爐膽內(nèi)的高碳鑄鋼丸，使其升溫到800-90(TC，保溫1-60分鐘 后出爐，出爐后迅速用流動用水或空氣使高碳鑄鋼丸冷卻淬火，但此種裝置及二次淬火方 法存在能耗高、加熱速度慢、高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂成分、組織及硬度均勻性差，表面易 脫碳，綜合淬火質(zhì)量差等缺點，無法滿足表面拋丸、噴砂、噴丸清理和強化及石材切割對高 碳鑄鋼丸及高碳鑄鋼砂需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次 淬火的方法。 本發(fā)明的另一 目的是提供一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置。
經(jīng)此種二次淬火裝置及方法處理后的高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂具有生產(chǎn)過程能 耗低、升溫速度快、高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂成分、組織及硬度均勻性好，表面不易脫碳，綜 合淬火質(zhì)量好，強度高、韌性好、耐沖擊、耐磨損、使用壽命長等特點。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案為 —種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的方法，包括如下步驟 1)將半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加入到淬火熱處理爐的爐膽內(nèi)，向爐膽內(nèi)噴入點燃的
空氣與燃油或燃氣的混合物，使燃燒的火焰直接沖擊爐膽內(nèi)壁及爐內(nèi)半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼
丸，使半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加熱到800°C 900°C，并保溫1 60分鐘，然后在高速流動
的空氣中或5(TC以下的流動水中進行淬火處理，(經(jīng)水冷卻淬火的需干燥)制得半成品二
次淬火高碳鑄鋼丸；
2)將半成品二次淬火高碳鑄鋼丸在150°C 65(TC溫度下，保溫10 60分鐘，進 行回火處理制得高碳鑄鋼丸； 將粒度^ 1. 7mm的半成品二次淬火高碳鑄鋼丸烘干后經(jīng)破碎機破碎，制成半成品 二次淬火高碳鑄鋼砂，半成品二次淬火高碳鑄鋼砂在150°C 50(TC溫度下，保溫10 60 分鐘，進行回火處理制得高碳鑄鋼砂。所述的高碳鑄鋼丸粒度為0. 1 4. Omm，所述的高碳鑄鋼砂粒度為0. 1 2. 4mm。 —種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置，包括爐膽，爐膽的進料口一端
設(shè)有噴嘴，噴嘴通過管道連接進風(fēng)閥門和燃油燃氣閥門，爐膽的出料口一端設(shè)有煙道出口，
爐膽的出料口連接冷卻淬火裝置。 所述的爐膽的外層為耐火材料保溫層。 所述的爐膽的出料口一端設(shè)有熱電偶，熱電偶連有控溫儀表。 所述的爐膽上設(shè)有傳動鋼圈，傳動鋼圈通過固定在爐架上的電機驅(qū)動帶動爐膽轉(zhuǎn) 動。爐架在爐膽的下面。 采用燃油、燃氣(液化石油氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣)為熱源，加熱連續(xù)式或周期式 滾筒淬火熱處理爐的爐膽內(nèi)部，其工作步驟為高碳鑄鋼丸由料斗的進料口進入爐膽，燃油、 燃氣由燃油燃氣閥門控制，空氣由進風(fēng)閥門控制，燃油或燃氣與空氣混合后由爐膽加料口 一側(cè)的噴嘴噴出并點燃進入爐膽內(nèi)部，爐膽用耐熱鋼或不銹鋼鋼板焊接，或耐熱鋼與不銹 鋼的無縫鋼管，或耐熱鋼或不銹鋼材質(zhì)鑄造而成，其外側(cè)固定圓型傳動鋼圈，爐膽外側(cè)覆蓋 耐火材料保溫層，爐架上固定有調(diào)速或無調(diào)速功能的電機驅(qū)動變速機構(gòu)帶動鋼圈、爐膽一 起轉(zhuǎn)動，高碳鑄鋼丸在爐膽內(nèi)部向出口輸送并被加熱，保溫一定時間，由出料口流出，落入 冷卻淬火裝置中冷卻淬火，燃燒后的廢氣經(jīng)由煙道出口排除，用熱電偶及控溫儀表測溫，并 調(diào)節(jié)燃油或燃氣流量，控制淬火溫度高低。 經(jīng)本發(fā)明所述的一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火方法及裝置處理后， 化學(xué)成分符合GB/T18838. 3-2008高碳鑄鋼丸和砂、SFSA20-66鑄鋼磨料、SAE J827-1996 鑄鋼丸、SAEJ1993-1996高碳鑄鋼砂、YB/T5149-1993鑄鋼丸、YB/T5150-1993鑄鋼砂、 IS011124-3-1993高碳鑄鋼丸和砂，JIS G5903-1975鑄鋼丸和砂，DIN 8201-2-1985鑄鋼 丸和砂標準的高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂可消除成分偏析、改善成分均勻性、硬度均勻性，減 少表面脫碳，提高耐沖擊性和耐磨損性，等同硬度下比現(xiàn)有高碳鑄鋼丸產(chǎn)品使用壽命延長 10 30%，按SAE J445-1996金屬丸砂性能測試標準中規(guī)定的ERVIN歐文壽命100%替代 法測定，可達到3000次 3600次。特別適用于鋼材、鑄件、鍛件、熱處理件的表面拋丸、噴 丸、噴砂清理和強化。


圖1為本發(fā)明二次淬火的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 其中1.進料口，2.燃油燃氣閥門，3.進風(fēng)閥門，4.噴嘴，5.爐膽，6.傳動鋼圈， 7.耐火材料保溫層，8.爐架，9.電機，IO.出料口，ll.冷卻淬火裝置，12.煙道出口，13.熱 電偶，14.控溫儀表。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。
實施例1化學(xué)成分符合GB/T18838. 3-2008高碳鑄鋼丸和砂、SFSA20-66鑄鋼磨料、SAEJ827-1996鑄鋼丸、SAE J1993-1996高碳鑄鋼砂、YB/T5149-1993鑄鋼丸、YB/T5150-1993鑄鋼砂、IS011124-3-1993高碳鑄鋼丸和砂，JIS G5903-1975鑄鋼丸和砂，DIN 8201-2-1985鑄鋼丸和砂標準技術(shù)要求的。
二次淬火制備方法 1)將半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加入到淬火熱處理爐的爐膽內(nèi)，向爐膽內(nèi)噴入點燃的空氣與燃油或燃氣的混合物，使燃燒的火焰直接沖擊爐膽內(nèi)壁及爐內(nèi)半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸，使半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加熱到81(TC并保溫40分鐘，然后在5(TC以下的流動水中進行淬火處理，干燥制得半成品二次淬火高碳鑄鋼丸； 2)將半成品二次淬火高碳鑄鋼丸在15(TC下，保溫50分鐘，回火處理制得粒度為0. 1 4. Omm的回火馬氏體組織(HRC61)高碳鑄鋼丸； 將粒度^ 2. Omm的半成品二次淬火高碳鑄鋼丸經(jīng)對輥式破碎機破碎制成半成品二次淬火高碳鑄鋼砂，將半成品二次淬火高碳鑄鋼砂在15(TC下，保溫50分鐘，回火處理，制得粒度為0. 1 2. 4mm的回火馬氏體組織(HRC61)高碳鑄鋼砂。
二次淬火裝置 如圖1， 一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置，包括爐膽5，爐膽5的進料口 1 一端設(shè)有噴嘴4，噴嘴4通過管道連接進風(fēng)閥門3和燃油燃氣閥門2，爐膽5的出料口 10 —端設(shè)有煙道出口 12，爐膽5的出料口 10連接冷卻淬火裝置11。
所述的爐膽5的外層為耐火材料保溫層7。 所述的爐膽5的出料口 10 —端設(shè)有熱電偶13，熱電偶13連有控溫儀表14。
所述的爐膽5上設(shè)有傳動鋼圈6，傳動鋼圈6通過固定在爐架8上的電機9驅(qū)動帶動爐膽5轉(zhuǎn)動。爐架8在爐膽5的下面。 采用燃油、燃氣(液化石油氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣)為熱源，加熱連續(xù)式或周期式滾筒淬火熱處理爐的爐膽5內(nèi)部，其工作步驟為高碳鑄鋼丸由進料口1進入爐膽5，燃油、燃氣由燃油或燃氣閥門2控制，空氣由進風(fēng)閥門3控制，燃油或燃氣與空氣混合后由爐膽加料口 1 一側(cè)的噴嘴4噴出并點燃進入爐膽5內(nèi)部，爐膽5用耐熱鋼或不銹鋼鋼板焊接，或耐熱鋼與不銹鋼的無縫鋼管，或耐熱鋼或不銹鋼材質(zhì)鑄造而成，其外側(cè)固定圓型傳動鋼圈6，爐膽外側(cè)覆蓋耐火材料保溫層7，爐架8上固定有調(diào)速或無調(diào)速功能的電機9驅(qū)動變速機構(gòu)帶動鋼圈、爐膽一起轉(zhuǎn)動，高碳鑄鋼丸在爐膽5內(nèi)部向出料口 IO輸送并被加熱，保溫一定時間，由出料口 IO流出，落入冷卻淬火裝置中冷卻淬火，燃燒后的廢氣經(jīng)由煙道出口 12排除，用熱電偶13及控溫儀表14測溫，并調(diào)節(jié)燃油或燃氣流量，控制淬火溫度高低。
實施例2 化學(xué)成分符合GB/T18838. 3-2008高碳鑄鋼丸和砂、SFSA20-66鑄鋼磨料、SAEJ827-1996鑄鋼丸、SAE J1993-1996高碳鑄鋼砂、YB/T5149-1993鑄鋼丸、YB/T5150-1993鑄鋼砂、IS011124-3-1993高碳鑄鋼丸和砂，JIS G5903-1975鑄鋼丸和砂，DIN 8201-2-1985鑄鋼丸和砂標準技術(shù)要求。
二次淬火制備方法 1)將半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加入到淬火熱處理爐的爐膽內(nèi)，向爐膽內(nèi)噴入點燃的空氣與燃油或燃氣的混合物，使燃燒的火焰直接沖擊爐膽內(nèi)壁及爐內(nèi)半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸，使半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加熱到840°C ，并保溫30分鐘，然后在50°C以下的流動水中進行淬火處理，干燥制得半成品二次淬火高碳鑄鋼丸； 2)將烘干的半成品二次淬火高碳鑄鋼丸直接在35(TC下，保溫35分鐘，回火處理制得回火屈氏體組織(HRC51)高碳鑄鋼丸； 將粒度^ 2. 0mm的烘干的半成品二次淬火高碳鑄鋼丸經(jīng)對輥式破碎機破碎制成半成品二次淬火高碳鑄鋼砂，將半成品二次淬火高碳鑄鋼丸在35(TC下，保溫35分鐘，回火處理，制得回火屈氏體組織(HRC51)高碳鑄鋼砂。
二次淬火裝置同實施例1 。
實施例3化學(xué)成分符合GB/T18838. 3-2008高碳鑄鋼丸和砂、SFSA20-66鑄鋼磨料、SAEJ827-1996鑄鋼丸、SAE J1993-1996高碳鑄鋼砂、YB/T5149-1993鑄鋼丸、YB/T5150-1993鑄鋼砂、IS011124-3-1993高碳鑄鋼丸和砂，JIS G5903-1975鑄鋼丸和砂，DIN 8201-2-1985鑄鋼丸和砂標準技術(shù)要求的。
二次淬火制備方法 1)將半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加入到淬火熱處理爐的爐膽內(nèi)，向爐膽內(nèi)噴入點燃的空氣與燃油或燃氣的混合物，使燃燒的火焰直接沖擊爐膽內(nèi)壁及爐內(nèi)半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸，使半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加熱到880°C ，并保溫20分鐘，然后在50°C以下的流動水中進行淬火處理，干燥制得半成品二次淬火高碳鑄鋼丸； 2)將半成品二次淬火高碳鑄鋼丸在46(TC下，保溫50分鐘，回火處理制得粒度為0. 1 4. Omm的回火馬氏體組織(HRC45)高碳鑄鋼丸； 將粒度^ 2. Omm的半成品二次淬火高碳鑄鋼丸經(jīng)對輥式破碎機破碎制成半成品二次淬火高碳鑄鋼砂，將半成品二次淬火高碳鑄鋼砂在40(TC下，保溫50分鐘，回火處理，制得粒度為0. 1 2. 4mm的回火馬氏體組織(HRC48)高碳鑄鋼砂。
二次淬火裝置同實施例1 。
權(quán)利要求
一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的方法，其特征是包括如下步驟1)將半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加入到淬火熱處理爐的爐膽內(nèi)，向爐膽內(nèi)噴入點燃的空氣與燃油或燃氣的混合物，使燃燒的火焰直接沖擊爐膽內(nèi)壁及爐內(nèi)半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸，使半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加熱到800℃～900℃并保溫1～60分鐘，然后在高速流動的空氣中或50℃以下的流動水中進行淬火處理，制得半成品二次淬火高碳鑄鋼丸；2)將半成品二次淬火高碳鑄鋼丸在150℃～650℃溫度下，保溫10～60分鐘，進行回火處理制得高碳鑄鋼丸；將粒度≥1.7mm的半成品二次淬火高碳鑄鋼丸烘干后經(jīng)破碎機破碎，制成半成品二次淬火高碳鑄鋼砂，半成品二次淬火高碳鑄鋼砂在150℃～500℃溫度下，保溫10～60分鐘，進行回火處理制得高碳鑄鋼砂。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的方法，其特征 是，所述的高碳鑄鋼丸粒度為0. 1 4. Omm，所述的高碳鑄鋼砂粒度為0. 1 2. 4mm。
3. —種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置，包括爐膽，其特征是，爐膽的進料 口 一端設(shè)有噴嘴，噴嘴通過管道連接進風(fēng)閥門和燃油燃氣閥門，爐膽的出料口 一端設(shè)有煙 道出口 ，爐膽的出料口連接冷卻淬火裝置。
4. 按照權(quán)利要求3所述的一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置，其特征 是，所述的爐膽的外層為耐火材料保溫層。
5. 按照權(quán)利要求3所述的一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置，其特征 是，所述的爐膽的出料口一端設(shè)有熱電偶，熱電偶連有控溫儀表。
6. 按照權(quán)利要求3所述的一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置，其特征 是，所述的爐膽上設(shè)有傳動鋼圈。
7. 按照權(quán)利要求3所述的一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的裝置，其特征 是，所述的爐膽的下面設(shè)有爐架，爐架上固定著電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂的二次淬火的方法及裝置，該種二次淬火的裝置在爐膽的進料口一端設(shè)有噴嘴，噴嘴通過管道連接進風(fēng)閥門和燃油燃氣閥門，爐膽的出料口一端設(shè)有煙道出口，爐膽的出料口連接冷卻淬火裝置。將半成品鑄態(tài)高碳鑄鋼丸加入該種二次淬火的裝置中加熱到800℃～900℃并保溫1～60分鐘，然后進入冷卻淬火裝置冷卻。本發(fā)明得到的高碳鑄鋼丸或高碳鑄鋼砂可消除成分偏析、改善成分均勻性、硬度均勻性，減少表面脫碳，提高耐沖擊性和耐磨損性，等同硬度下比現(xiàn)有高碳鑄鋼丸產(chǎn)品使用壽命延長10～30％。
文檔編號C21D1/62GK101787422SQ201010100048
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者劉如偉, 安亮亮, 張鵬, 王超, 許波 申請人:山東開泰集團有限公司