低貝鋼丸在拋丸清理中的應用

一、工藝對比

1.鋼 丸 材 質

低 貝鋼丸采用電弧爐煉鋼 ，利用電弧爐可調 節成分的特性 ，通過脫碳、脫硫、脫磷 ，以及提 升鋼丸的塑性和沖擊韌度 ，降低脆性 ;通過加入 C r、 C u等 元 素 ， 顯 著 提 高 鋼 丸 的 強 度 、 硬 度 和 耐 磨 性 ; 通 過 加 入 M o 、 A 1等 元 素 能 夠 細 化 晶 粒 ， 提 高鋼 丸顯微組織的致 密性 ，提高沖擊性能 。并通過 造渣 、除渣來凈化鋼液 ，減少鋼液內雜 質含量 ，從 而使鋼丸獲得最佳的材 質。不同材質鋼丸的化學成 分 和 金 相 組 織 見 表 1。

2.磨料的金相組織和硬度

低貝鋼丸一般均采用獨特的等溫二次淬火和低溫回火工藝，對淬火冷卻介質和溫度進行了特別控制 ，使鋼丸獲得了更耐沖擊的貝氏體+馬氏體 的復相 組織 。從 圖1中可以看 出 ，高碳鋼丸晶界處有碳析 出，以至于拋丸過程中鋼丸接觸到鑄件瞬間 (鋼丸 速度78m/s) ，沿晶界會產生非常大的切 向力 ，鋼 丸在拋打過程中極 易破碎 ;低貝鋼丸是復相組織 ， 組織結構非常致密，拋打過程中鋼丸撞擊到鑄件瞬 間，內部受力是均勻的 ，不會產生應力集中現象 ， 因此低貝鋼丸的使用次數較高碳鋼丸有大幅提升。

低 貝 鋼 丸 硬 度 為 4 2 ~ 4 8H R C 。 硬 度 是 鋼 丸 工 作 過程中的關鍵性能，對工作效率及消耗具有很大的 影響。鋼丸的顯微組織狀態決定 了其抗疲勞性能的 高低 ，良好的顯微組織能使其具 有更高的耐沖擊性能 ，從而具有更長的使用壽命 。

圖2為硬度與清理效率 的關 系，圖3為硬 度與反彈性的關系。從圖中可以發現 ，硬度過高時鋼丸的 抗 沖擊性能非常差 ，容易產生內部應力集中，拋丸 過程中易破碎，無法滿足清理高效率的要求，并且 鋼丸的消耗升高 ;硬度過低時鋼 丸在碰撞中變形 ， 不能有效地拋打鑄件本體 ，從而也影響清理效率 。以上兩種情況都無法將鑄件表面清理干凈，因此只有在鋼丸硬度適中的情況下，對鑄造件拋丸清理時，才能有效對工件本體驚醒有效對清理，而且鋼丸可以不斷循環使用，減少損耗，能夠有效的降低鑄造件拋丸成本。

3.鋼丸壽命（循環次數）是其經濟性和綜合效率的體現

在拋丸清理中，鋼丸是一個逐漸磨損的過程 ，在反復的沖擊過程 中，每次沖擊鋼丸會發生一次形變 ，表面會脫落一層。鋼丸外形近似于多邊形 ，每個角度對鑄件的沖擊效果是相等的，在使用 中鋼丸會不斷變小 。高質量的鋼 九變小的過程緩慢 ，低 質量的鋼丸變小的速度很快。

由于低 貝鋼丸的材質為低碳合金鋼材質 ，且經 過熱處理 ，因此使用中不易破碎 ，其磨損形式是逐步變小。我們采用 國際通用的美 國歐文壽命試驗機對高碳鋼丸 、低碳鋼 丸、低 貝鋼 丸進行殘 留量對 比試 驗 ， 結 果 見 表 2、 圖 4。

在 相 同 條 件 下 ， 經 過 精 確 的 磨 料 消 耗 對 比 試驗 ，可以看 出低貝鋼丸在拋打過程中使用壽命明顯 高 于 其 他 兩 種 鋼 丸 ， 消 耗 量 明 顯 降 低 。

二 、生產性 試驗

選 定 兩 臺 DIsADV2— 450拋 丸 機 OP30A- OP30B，將 OP30A拋 丸機 內 的原 用鋼 丸 全部 清 空 ， 加 入 級 配 低 貝 鋼 丸 并 記 錄 初 次 裝 機 量 ， O P30B 繼 續 添加普通鋼丸，調試好機器后 ，開始生產試驗 。

在拋頭 電流穩定的狀態下 ，根據監控兩 臺機器 中不同粒度鋼丸混合比 (見圖5)情況加料，保證 拋丸清理在最佳的混合比狀態下進行，分別記錄兩 臺拋丸機每天添加鋼丸的數量和清理產量 ，經過41 天的試驗 ，將兩臺拋丸機的加料數量和清理產量進 行匯總，得出最終試驗數據 (見表3)。

由數據分 析可得 ，低 貝鋼丸 比普通鋼 丸消 耗 降低了41%，在 拋丸清理過程 中大幅減少 了鋼丸消耗 ，降低 了清理成本。

三、結論

(1)低貝鋼丸內部組織致密 (晶粒細化)， 拋丸過程中逐步破碎 ，使用壽命延長 ，消耗降低。 (2 ) 低 貝 鋼 丸 相 比 普 通 鋼 丸 硬 度 更 平 均 ， 且 更適 合鑄件表 面清理工作 ，鋼丸 的清理效率 大幅 提 升 。