一种贝氏体强化钢丸的制备工艺及设备的制作方法

xiaoxiao2026-07-19  19


本发明涉及强化钢丸生产,具体是一种贝氏体强化钢丸的制备工艺及设备。


背景技术:

1、目前,在装备制造业中,很多领域的设备零部件,如新能源车的齿轮、商用车的板簧、火车等设备上的高端耐磨件,都要用到高硬度、长寿命的钢丸来进行清洁除锈、应力消除或表面优化等加工作业。国标钢丸由于含碳高,在不回火时虽然硬度高,但强度低,使用时易碎,导致使用成本高且不环保,强化的作用有限。为提升钢丸强度,还可利用高碳钢钢丝来制备钢丸,具体生产工艺如下:

2、高碳钢拉丝→真空回火→拉丝→真空回火→拉丝→切段→磨圆→筛分→包装;

3、高碳钢丝强化丸虽然同时具有高硬度和高强度的优势,但是本身制备成本高,工艺流程长且复杂,无形中提升了应用门槛。

4、为了达到提高强化丸的硬度、降低成本的目的,因此提供了一种贝氏体强化钢丸的制备工艺及设备。


技术实现思路

1、本发明的目的在于:为了达到提高强化丸的硬度、降低成本的目的,提供一种贝氏体强化钢丸的制备工艺及设备。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种贝氏体强化钢丸的制备设备,包括离心设备,所述离心设备包括有冷水池,所述冷水池内安装有离心机,所述冷水池的顶端固定连接有安装架,钢水通过进料机构注入离心机内,水幕圆环通过进水机构形成,所述进料机构包括有连接槽,所述连接槽开设于所述安装架的顶端,所述连接槽的底端开设有圆槽,所述连接槽的内壁连接有进料管,所述进料管的外壁底端固定连接有圆盘,所述安装架的顶端位于所述进料管的外侧固定连接有固定环,所述进料管的上方设置有进料斗。

4、作为本发明再进一步的方案:所述进料机构还包括有导向架,所述导向架对称固定连接于所述固定环的顶端,所述导向架的内壁滑动连接有插块,所述插块的外壁开设有加固槽,所述进料管的两侧外壁对称开设有插槽,所述进料斗的底端固定连接有连接头,所述进料管的顶端开设有螺纹槽,所述进料管的内部滑动连接有加固块,所述加固块的顶端延伸至所述螺纹槽的内腔,所述加固块的底端延伸至所述插槽的内腔,所述加固块的外壁固定连接有弹性片。

5、作为本发明再进一步的方案:所述进水机构包括有安装孔,所述安装孔对称开设于所述进料管的外壁,所述安装孔位于所述插槽的下方,所述安装孔的内壁开设有进水槽,所述进水槽的一端延伸至所述进料管的外壁,所述固定环的内部对称滑动连接有安装管,所述安装管相互远离的一端通过连接法兰连接有进水管,所述安装管的顶端固定连接有限位板,所述固定环的内部开设有供所述限位板进行滑动的限位槽,所述限位板的内部滑动连接有延伸至所述限位板顶端的定位块,所述定位块与所述限位板之间连接有定位弹簧,所述安装管远离所述连接法兰的一端外壁安装有密封气囊,所述安装管的内部位于所述密封气囊的一侧滑动连接有挤压环,所述挤压环的外壁固定连接有推杆,所述推杆延伸出所述连接法兰,所述推杆的外壁固定连接有凸块。

6、作为本发明再进一步的方案:所述进料管的外壁与所述连接槽的内壁相贴合。

7、作为本发明再进一步的方案:所述导向架的内壁与所述插块的外壁相贴合,所述插块的形状呈l形,所述插块的一端外壁与所述插槽的内壁相贴合。

8、作为本发明再进一步的方案:所述连接头的外壁设置有外螺纹,所述外螺纹与所述螺纹槽相匹配。

9、作为本发明再进一步的方案:所述加固块的底端外壁与所述加固槽的内壁相贴合。

10、作为本发明再进一步的方案:所述限位板的外壁与所述限位槽的内壁相贴合,所述安装孔的内壁与所述安装管的外壁相贴合。

11、作为本发明再进一步的方案:所述限位槽的内壁顶端开设有齿槽,所述定位块的顶端与所述齿槽相卡合,所述凸块朝向所述定位块的一端设置有斜面。

12、一种贝氏体强化钢丸的制备工艺,具体步骤如下:

13、步骤一:选碳含量低于0.2%的废钢,如195冷板,20铬钼下脚料制作,工业电机,变压器的废钢片,熔化成钢水后,使钢水成分c含量为0.1%-0.2%,s含量<0.03%,p含量<0.03%,si含量为0.2%-0.45%,mn含量为0.35%-1.5%,以上含量为质量份数;废钢中的有利物质如铬、钼、硅、锰得以保存,达不到时可适当添加;

14、步骤二:将钢水置于离心设备中甩出,形成圆形颗粒,离心设备上方能够形成圆环形水幕,使甩出时为温度为1100-1250摄氏度的钢丸,与环形水幕接触实现一次淬火,然后落入水温在18-35摄氏度的水中,实现二次淬火,这时的钢丸温度为880-980摄氏度,此时产品成型;

15、步骤三:钢丸在18-35摄氏度的循环水中降温,这样能确保同批次钢丸中的硬度才能够均匀,质量才有保证,给循环水降温很关键,循环水的抽水口跟入水口一定在相对面,让水在水中流动,利于给钢丸降温的水很快降温,如钢丸不能快速降温,硬度会偏低从而影响寿命;

16、步骤四:钢丸经过烘干、选圆后,加入特种抛丸机中,选用扎制十三锰钢板作为衬板抛丸30分钟去除应力,并且使少量的空壳及内缩空钢丸在精筛中分离出来,即可得到成品。

17、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

18、1、本发明利用废钢熔融成钢水,再进行调质的方式,离心甩出并通过两次淬火,制得具有贝氏体强化丸组织的钢丸,该钢丸的贝氏体强化丸组织细密、硬度高、弹性好,使用寿命更长,在使用过程中具备省电、节能、节省人工的优势。由于贝氏体钢丸只会越抛越小,但不易碎,所以粉尘更小,更加环保。在生产过程无需像国标钢丸一样为了达到强度而增碳(国标钢丸碳含量1.2%-0.85%),而本发明制得的贝氏体钢丸碳含量只有0.12%-0.19%,使得生产过程到使用过程全流程具有节能、低碳、绿色、环保的特性。

19、2、通过设置进料机构和进水机构,当圆盘位于圆槽内时,使得圆槽内的空间形成环形水槽,进水管内的冷水通过安装管流入安装孔内,再通过进水槽流入环形水槽中,冷水通过环形水槽流下,在离心机的外侧形成圆环形水幕,钢水经离心机甩出后形成温度为1100-1250摄氏度的钢丸,钢丸先与环形水幕接触实现一次淬火,然后落入水温在18-35摄氏度的水中,实现二次淬火,这时的钢丸温度为880-980摄氏度。本发明所述设备便于在一次浇注和离心甩出后,实现钢丸的二次淬火的效果,设备结构精练、功能集成化程度高、能够大大节约生产成本。



技术特征:

1.一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,包括离心设备,所述离心设备包括有冷水池(1),所述冷水池(1)内安装有离心机(2),所述冷水池(1)的顶端固定连接有安装架(3),钢水通过进料机构(4)注入离心机(2)内,水幕圆环通过进水机构(5)形成,所述进料机构(4)包括有连接槽(401),所述连接槽(401)开设于所述安装架(3)的顶端,所述连接槽(401)的底端开设有圆槽(402),所述连接槽(401)的内壁连接有进料管(403),所述进料管(403)的外壁底端固定连接有圆盘(404),所述安装架(3)的顶端位于所述进料管(403)的外侧固定连接有固定环(405),所述进料管(403)的上方设置有进料斗(406)。

2.根据权利要求1所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述进料机构(4)还包括有导向架(407),所述导向架(407)对称固定连接于所述固定环(405)的顶端,所述导向架(407)的内壁滑动连接有插块(408),所述插块(408)的外壁开设有加固槽(409),所述进料管(403)的两侧外壁对称开设有插槽(410),所述进料斗(406)的底端固定连接有连接头(411),所述进料管(403)的顶端开设有螺纹槽(412),所述进料管(403)的内部滑动连接有加固块(413),所述加固块(413)的顶端延伸至所述螺纹槽(412)的内腔,所述加固块(413)的底端延伸至所述插槽(410)的内腔,所述加固块(413)的外壁固定连接有弹性片(414)。

3.根据权利要求2所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述进水机构(5)包括有安装孔(501),所述安装孔(501)对称开设于所述进料管(403)的外壁,所述安装孔(501)位于所述插槽(410)的下方,所述安装孔(501)的内壁开设有进水槽(502),所述进水槽(502)的一端延伸至所述进料管(403)的外壁,所述固定环(405)的内部对称滑动连接有安装管(503),所述安装管(503)相互远离的一端通过连接法兰(505)连接有进水管(504),所述安装管(503)的顶端固定连接有限位板(506),所述固定环(405)的内部开设有供所述限位板(506)进行滑动的限位槽(507),所述限位板(506)的内部滑动连接有延伸至所述限位板(506)顶端的定位块(508),所述定位块(508)与所述限位板(506)之间连接有定位弹簧(509),所述安装管(503)远离所述连接法兰(505)的一端外壁安装有密封气囊(510),所述安装管(503)的内部位于所述密封气囊(510)的一侧滑动连接有挤压环(511),所述挤压环(511)的外壁固定连接有推杆(512),所述推杆(512)延伸出所述连接法兰(505),所述推杆(512)的外壁固定连接有凸块(513)。

4.根据权利要求2所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述进料管(403)的外壁与所述连接槽(401)的内壁相贴合。

5.根据权利要求2所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述导向架(407)的内壁与所述插块(408)的外壁相贴合,所述插块(408)的形状呈l形,所述插块(408)的一端外壁与所述插槽(410)的内壁相贴合。

6.根据权利要求2所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述连接头(411)的外壁设置有外螺纹,所述外螺纹与所述螺纹槽(412)相匹配。

7.根据权利要求2所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述加固块(413)的底端外壁与所述加固槽(409)的内壁相贴合。

8.根据权利要求3所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述限位板(506)的外壁与所述限位槽(507)的内壁相贴合,所述安装孔(501)的内壁与所述安装管(503)的外壁相贴合。

9.根据权利要求3所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备,其特征在于,所述限位槽(507)的内壁顶端开设有齿槽,所述定位块(508)的顶端与所述齿槽相卡合,所述凸块(513)朝向所述定位块(508)的一端设置有斜面。

10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的一种贝氏体强化钢丸的制备设备的贝氏体强化钢丸的制备工艺,其特征在于,具体步骤如下:


技术总结
本发明公开了一种贝氏体强化钢丸的制备工艺及设备,涉及强化钢丸生产技术领域,具体步骤如下:步骤一:选碳含量低于0.2%的废钢;步骤二:将钢水置于离心设备中甩出;步骤三:钢丸降温;步骤四:钢丸烘干、选圆。本发明通过采用贝氏体强化丸组织,贝氏体强化丸组织细密,硬度高,弹性好,寿命更长,贝氏体钢丸碳含量只有0.12%‑0.19%之间,在生产过程到使用过程全流程的节能、低碳、绿色、环保。本发明所述设备便于在一次浇注和离心甩出后,实现钢丸的二次淬火的效果,设备结构精练、功能集成化程度高、能够大大节约生产成本。

技术研发人员:甘小磊,甘茹艺,耿熠
受保护的技术使用者:山东耀周研磨材料股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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