专利名称：一种合金钢丸的制备方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制备合金钢丸的装置及其方法。
背景技术：
在金属铸造领域，通过抛丸和喷丸处理对金属铸件进行去除毛边毛刺、 除锈抛光等处理是常用的表面处理方法。其中用量最大的抛丸材料是合金钢 丸和合金钢粉，合金钢丸(粉)的强度和硬度对抛丸处理至关重要。制备合 金钢丸和合金钢粉的基本原理是利用 一定形式和大小的能量，击碎具有内聚 力的钢液，使击碎后的钢液滴在降温凝固过程中，靠自身的表面张力自收缩
成丸。常用的制备方法有两种 一种是水流喷射法，通过快速喷射水将合金 钢熔融液分散成小液滴，然后收缩成球状颗粒，同时激冷淬火；另一种方法 是离心造丸法，合金钢熔融液通过重力落入高速旋转的造粒杯中，利用离心 力将合金钢熔融液甩出，分散成细小液滴，并在飞行的过程中冷却收缩成丸。 水流喷射法的优点是合金钢熔融液在成丸过程中，同时被高速水射流 激冷淬火，其金相结构是过饱和的马氏体和少量的残余奥氏体，在后处理中 一般不需二次淬火处理，只需回火处理就能达到硬度和质量要求。该方法的
缺点是颗粒球形度不好，需要对产品进行选圓，将非球形颗粒选除；另外由 于熔融液的骤冷，容易造成合金钢丸铸态裂紋，因此成品率低。
离心造丸法的优点是合金钢丸粒度分布范围窄、气孔率低、外形圆整、 粘结现象少；钢水出丸率高，产品球形度高，不需再经选圆工序以清除异形 钢丸；合金钢丸出现铸态裂紋现象较少，因此与水流喷射法相比，该法的成 品率要高得多。其缺点由于离心机的高速旋转，液滴被甩出的距离较远，一 般需要直径超过l5米的水池，合金钢熔融液在飞行的过程中逐渐降到较低温度后才落到水中，具有一定的退火作用，降低了产品的强度。
发明内容
本发明为克服现有技术中存在的问题，提供一种合金钢丸的制备方法和 装置，它可使合金钢丸粒度分布范围窄、气孔率低、外形圆整、粘结现象少， 钢水出丸率高，节约投资和运行费用。
本发明通过以下技术方案予以实现
一种合金钢丸制备装置，它包括离心造丸机7、合金钢熔融液漏斗5、 以离心造丸机7为中心向外方向的环形淋水装置及圆形水池1;所述环形淋 水装置包括环形淋水槽3、环形喷水管6，所述环形喷水管6位于环形淋水 槽3中，所述环形喷水管6的下方设有若干均匀分布的喷水口，所述环形淋 水装置由两个以上的支撑架2支撑；所述环形喷水管6与两个以上的进水管 4连接，所述合金钢熔融液漏斗5位于离心造丸机7的上方，所述离心造丸 机的顶部设有造丸杯。
所述环形淋水槽3的直径为O2m <D10m，所述环形淋水槽3的两边上 沿为锯齿形。
所述环形、淋水槽3的直径为0)4m 08m，所述环形、淋水槽3的两边上沿 不同位置的高度差为3mm以下，以利于淋水均匀，所述环形淋水槽3的深 度为300腿。
所述环形喷水管6的下方的喷水口为02mm 03mm圆孔，其相隔间3巨 为10 21mm。
所述进水管为4~8个。
使用上述装置制备合金钢丸的方法，它包括以下步骤
a.开启进水管阀门，冷却水通过进水管4和环形喷水管6的喷水口进入
淋水槽3，调节总进水量为30 60mVh，使水从环形淋水槽3的两边锯齿形
上沿均匀流下，形成两道均布的水帘。b. 开启离心造丸机，通过调频器调节离心造丸机7的转速800~1000转。
c. 将合金钢熔融液通过钢水中间包倒入合金钢熔融液漏斗5,合金钢熔 融液通过合金钢熔融液漏斗5落入位于离心造丸机顶部的造丸杯内，合金钢 熔融液通过高速方走转的造丸杯净皮甩出，并形成细小的熔融液滴。
d. 熔融液滴在飞行的过程中逐渐降温，凝固成细小固体颗粒，即合金钢 丸，随即被环形淋水槽3上落下的水帘骤冷淬火，然后落入水中。
e. 将合金钢丸从水中捞出，进行后续的处理，即得合金钢丸。 本发明所述的环形淋水装置，环形淋水槽中的环形喷水管的喷水口在管
子的下方，使水从管内出来后向下喷水，以减少对槽内上水面的扰动。
淋水装置的设计和安装要保证水以帘状的形式各处均匀落下，形成一个 水的屏障。合金钢丸在被高速旋转的离心造丸杯甩出，并在飞行过程中冷却 成球状颗粒，在降低到大约800-900。C后，被由环形淋水装置上以帘状形式 落下的水进行淬火处理，然后落入水池的水中。环形淋水槽的直径大小可根 据所生产的合金钢丸的大小、离心造丸机的转速来确定，其原则是在合金钢 熔融液被甩出后，已经凝固成固体颗粒的瞬间，马上接触到水帘屏障。 本发明与现有技术相比具有的有益效果为
本发明提供的方法和装置集合了一般离心造丸法和水流喷射造丸法的 优点，避免了两者固有的缺点。与一般的离心造丸相比，本发明提供的方法 和装置有以下优点(1)由于淋水的淬火作用，使得合金丸的微观结构明 显改观，在没有特殊要求下，可以省去后续的淬火处理，直接进行回火处理， 简化了工序，降低了成本。(2)由于淋水的骤冷作用，使得合金丸在空中 飞行过程中处于高温的时间缩短，减少了合金钢丸氧化，使产品尤其是细小 钢丸的成品率大大提高。(3)靠环形帘状淋水的阻滞作用，合金钢丸的飞 行距离明显缩短，可以减小水池的尺寸，节约投资和运行费用。
与水流喷射造丸法相比，本发明提供的方法和装置具有的优点包括合金钢丸粒度分布范围窄、气孔率低、外形圆整、粘结现象少；钢水出丸率高， 产品球形度高，不需再经选圓工序以清除异形钢丸；成品率要高得多。
图l是本发明合金钢丸制备装置主视图； 图2是本发明合金钢丸制备装置俯视图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
在附图1和附图2中，l为水池，2为支撑架，3为环形淋水槽，4为进 水管，5为合金钢熔融液漏斗，6为环形喷水管，7为离心造丸机。
本发明合金钢丸制备装置，它包括离心造丸机7、合金钢熔融液漏斗5、 以离心造丸机7为中心向外方向的环形、淋水装置及圆形水池1;所述环形、淋 水装置包括环形淋水槽3、环形喷水管6，所述环形喷水管6位于环形淋水 槽3中，所述环形喷水管6的下方设有若干均匀分布的喷水口 ，所述环形淋 水装置由两个以上的支撑架2支撑；所述环形喷水管6与两个以上的进水管 4连接，所述合金钢熔融液漏斗5位于离心造丸机7的上方，所述离心造丸 机的顶部设有造丸杯。
所述环形淋水槽3的直径为02m O)10m,所述环形淋水槽3的两边上 沿为锯齿形。
所述环形淋水槽3的直径为O4m~0>8m，所述环形、淋水槽3的两边上沿 不同位置的高度差为3mm以下，以利于淋水均匀，所述环形淋水槽3的深 度为300腿。
所述环形喷水管6的下方的喷水口为①2mm 03mm圆孔，其相隔间距 为10 21mm。
所述进水管为4 8个。
使用本发明装置制备合金钢丸的方法，它包括以下步骤a. 开启进水管阀门，冷却水通过进水管4和环形喷水管6的喷水口进入 淋水槽3，调节总进水量为30 60mVh，使水从环形淋水槽3的两边锯齿形 上沿均匀流下，形成两道均布的水帘。
b. 开启离心造丸机，通过调频器调节离心造丸机7的转速800-1000转。
c. 将合金钢熔融液通过钢水中间包倒入合金钢熔融液漏斗5，合金钢熔 融液通过合金钢熔融液漏斗5落入位于离心造丸机顶部的造丸杯内，合金钢 熔融液通过高速旋转的造丸杯被甩出，并形成细小的熔融液滴。
d. 熔融液滴在飞行的过程中逐渐降温，凝固成细小固体颗粒，即合金钢 丸，随即被环形淋水槽3上落下的水帘骤冷淬火，然后落入水中。
e. 将合金钢丸从水中捞出，进行后续的处理，即得合金钢丸。 实施例1
离心造丸机7转速控制在850转；环形淋水装置的直径为06m，水槽宽 度为300mm，深度为300mm;喷水管直径为<D32 x 3mm;在喷水管下放开设 <D3mm圆孔，相隔间距为20mm,进水管共设6个，在环形喷水管上相差90° 安装，总进水量为50mVh，共设6个支撑架。经离心造丸杯甩出后，合金钢 熔融液在飞行约2. 5m后冷却成为固体颗粒，在3m环形水帘处进行快速淬火 冷却。制造出的合金钢丸平均粒度为1. 5mm,在后续的热处理工序中进行一 次回火处理，产品经检测平均强度达到HRC48. 5,符合作为金属磨料的标准
要求。 实施例2
离心造丸机转速控制在950转；环形淋水装置的直径为0)4m,水槽宽度 为200腿，深度为300mm;喷水管直径为<D25 x 3mm，在喷水管下放开设(D2mm 圆孔，相隔间距为20mm;进水管共设4个，在环形喷水管上相隔90。安装， 总进水量为30m3/h,共设4个支撑架。经离心造丸杯甩出后，合金钢熔融液 在飞行约1. 5m后冷却成为固体颗粒，在2m环形水帘处进行快速淬火冷却。制造出的合金钢丸平均粒度为1. Omm，在后续的热处理工序中进行一次回火 处理，产品经检测平均强度达到HRC47. 8,符合作为金属磨料的标准要求。
本发明使合金钢熔融液经过离心机甩出成为微小液滴后尽快被水骤冷 淬火，从而改善合金钢丸的微观结构，提高合金钢丸的强度；同时通过缩短 高温合金粉在空气中的停留时间，减少细小合金钢粉氧化，提高成品率。
权利要求
1、一种合金钢丸制备装置，其特征在于，它包括离心造丸机(7)、合金钢熔融液漏斗(5)、以离心造丸机(7)为中心向外方向的环形淋水装置及圆形水池(1)；所述环形淋水装置包括环形淋水槽(3)、环形喷水管(6)，所述环形喷水管(6)位于环形淋水槽(3)中，所述环形喷水管(6)的下方设有若干均匀分布的喷水口，所述环形淋水装置由两个以上的支撑架(2)支撑；所述环形喷水管(6)与两个以上的进水管(4)连接，所述合金钢熔融液漏斗(5)位于离心造丸机(7)的上方，所述离心造丸机的顶部设有造丸杯。
2、 如权利要求1所述的合金钢丸制备装置，其特征在于，所述环形淋 水槽(3)的直径为<D2m~<D10m,所述环形淋水槽(3)的两边上沿为锯齿形。
3、 如权利要求2所述的合金钢丸制备装置，其特征在于，所述环形淋 水槽(3)的直径为04m 08m，所述环形淋水槽(3)的两边上沿不同位置 的高度差为3mm以下，以利于淋水均匀，所述环形淋水槽(3)的深度为 300腿。
4、 如权利要求1所述的合金钢丸制备装置，其特征在于，所述环形喷 水管(6)的下方的喷水口为①2mm 03mm圆孔，其相隔间距为10 21mm。
5、 如权利要求1所述的合金钢丸制备装置，其特征在于，所述进水管 (4 )为4~8个。
6、 使用权利要求1~5所述装置制备合金钢丸的方法，其特征在于它包 括以下步骤a.开启进水管阀门，冷却水通过进水管(4 )和环形喷水管(6 )的喷水 口进入淋水槽(3),调节总进水量为30 60m7h, 4吏水从环形淋水槽(3) 的两边锯齿形上沿均匀流下，形成两道均布的水帘；b. 开启离心造丸才几，通过调频器调节离心造丸4几(7)的转速800-1000转；c. 将合金钢熔融液通过钢水中间包倒入合金钢熔融液漏斗(5)，合金 钢熔融液通过合金钢熔融液漏斗(5 )落入位于离心造丸机顶部的造丸杯内， 合金钢熔融液通过高速旋转的造丸杯被甩出，并形成细小的熔融液滴；d. 熔融液滴在飞行的过程中逐渐降温，凝固成细小固体颗粒，即合金钢 丸，随即被环形淋水槽(3)上落下的水帘骤冷淬火，然后落入水中；e. 将合金钢丸从水中捞出，进行后续的处理，即得合金钢丸。
全文摘要
本发明公开了一种合金钢丸的制备方法和装置，其特征是在离心造丸机外加设环形淋水装置，使合金钢熔融液经过离心机甩出成为微小液滴后尽快被水骤冷淬火，从而改善合金钢丸的微观结构，提高合金钢丸的强度，同时通过缩短高温合金钢丸在空气中的停留时间，减少合金钢丸氧化，提高成品率。本发明具有明显提高合金钢丸强度的特点，并可以取消后续的淬火过程，从而简化生产工序。
文档编号B22F9/08GK101612666SQ20091007473
公开日2009年12月30日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者孟令光, 胡永其, 赵风云 申请人:连云港倍特超微粉有限公司