本发明涉及船舶混合金属磨料技术领域，特别涉及一种船舶分段喷砂磨料及其制作方法。
背景技术：
自2008年7月1日开始执行的新涂层保护性标准(PSPC)对分段喷砂质量提出了更高的要求，而喷砂用金属磨料的好坏将直接影响到涂装质量、喷砂效率、油漆、动能、磨料的消耗等质量和成本因素。
PSPC标准对涂装前的表面清理质量包括粗糙度和盐分值提出了更高的要求，要求表面粗糙度为30-75um，盐分值≤50mg/m2，清理等级达到Sa2.5级以上。Sa2.5级清理等级要求工件表面不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物和其他外来物质，传统的金属磨料，在抛打船舶件的钢板表面时，难以同时达到表面粗糙度、清理等级和盐分值等级的要求。其主要原因是传统的金属磨料内部组织缺陷较多，易破碎，使用寿命短。
传统金属磨料采用高碳钢丸，由于高碳钢丸含碳量高，生产的过程中容易出现缩松、裂纹、空心等缺陷，而且这些缺陷是无法避免的。当这样的钢丸在使用的时候，很容易在缺陷处产生裂纹，裂纹一旦产生会使钢丸迅速破碎。而破碎的钢丸在继续抛打的过程中就会产生粉尘，粉尘量大使钢板的表面清理等级达不到要求。如果只使用钢丸清理，无法达到要求的表面粗糙度和盐分值等级。若只使用钢砂清理，在清理等级上达不到要求的等级，而且钢砂的流动性差，对机器的磨损较大。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种船舶分段喷砂磨料及其制作方法，解决传统的金属磨料难以同时达到PSPC规定的表面粗糙度、清理等级和盐分值等级的要求的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种船舶分段涂装喷砂磨料，由以下重量份的原料混合而成：10-30份钢砂G18、30-50份钢砂G25、10-30份钢砂G40和10-30份钢丸S390；所述钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40或钢丸S390均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁。
一种船舶分段涂装喷砂磨料的制作方法，包括以下步骤：
步骤1：制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40：
a、熔炼：将以下质量百分数的原料投入电弧炉或中频感应炉在熔炼温度下熔炼：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁；
b、造粒：将熔炼得到的产物采用离心造粒成型；
c、烘干：将造粒成型后的产物放入烘干炉内烘干；
d、粗分：将烘干后的产物放入筛网上筛选粒度均匀的产物；
e、二次淬火：将粗分得到的产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却，再将产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却；
f、破碎：将二次淬火得到的产物进行破碎得到钢砂；
g、回火：将得到的钢砂加热到回火温度，保温，在空气中冷却；
h、精筛：选用筛网直径为1.0-1.2mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G18；
选用筛网直径为0.8-1.0mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G25；
选用筛网直径为0.6-0.8mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G40；
制备钢丸S390：
a、熔炼：将以下质量百分数的原料投入电弧炉或中频感应炉在熔炼温度下熔炼：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁；
b、造粒：将熔炼得到的产物采用离心造粒成型；
c、烘干：将造粒成型后的产物放入烘干炉内烘干；
d、粗分：将烘干后的产物放入筛网上筛选出粒度均匀的产物；
e、二次淬火：将粗分得到的产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却，再将产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却；
f、回火：将得到的产物加热到回火温度，保温，在空气中冷却；
g、精筛：选用筛网直径为0.6-0.8mm的筛将回火得到的钢丸分选出来，得
到钢丸S390；
步骤2：将步骤1中经精筛得到的钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40和钢丸S390按照比例混合，得到所述船舶分段涂装喷砂磨料。
本发明的有益效果在于：本发明涉及的船舶分段涂装喷砂磨料的原料中降低了碳的含量，降低了磨料整体的脆性，改善了磨料的韧性，降低了磨料的破碎和磨损度，从而使磨料不再是一打就碎，而是慢慢磨圆磨小，减少破碎的灰尘颗粒物；本发明涉及的船舶分段涂装喷砂磨料的原料中硫、磷含量减少，从而降低了磨料的热脆性和冷脆性，使磨料的整体耐磨性增强，降低了破碎率；将不同粒度的钢砂和钢丸混合使用，大大提高了钢丸的疲劳寿命，寿命延长15％-25％，减少磨料消耗和资源消耗，大大降低了粉尘污染对环境的破坏；使磨料表面粗糙度为30-75um，盐分值≤50mg/m2，清理等级达到Sa2.5级以上。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于：提供一种船舶分段涂装喷砂磨料，由不同粒度的钢砂和钢丸按比例混合而成，所述钢砂和钢丸均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁。
本发明提供一种船舶分段涂装喷砂磨料，由以下重量份的原料混合而成：10-30份钢砂G18、30-50份钢砂G25、10-30份钢砂G40和10-30份钢丸S390；所述钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40或钢丸S390均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁。
一种船舶分段涂装喷砂磨料的制作方法，包括以下步骤：
步骤1：制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40：
a、熔炼：将以下质量百分数的原料投入电弧炉或中频感应炉在熔炼温度下熔炼：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁；
b、造粒：将熔炼得到的产物采用离心造粒成型；
c、烘干：将造粒成型后的产物放入烘干炉内烘干；
d、粗分：将烘干后的产物放入筛网上筛选粒度均匀的产物；
e、二次淬火：将粗分得到的产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却，再将产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却；
f、破碎：将二次淬火得到的产物进行破碎得到钢砂；
g、回火：将得到的钢砂加热到回火温度，保温，在空气中冷却；
h、精筛：选用筛网直径为1.0-1.2mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G18；
选用筛网直径为0.8-1.0mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G25；
选用筛网直径为0.6-0.8mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G40；
制备钢丸S390：
a、熔炼：将以下质量百分数的原料投入电弧炉或中频感应炉在熔炼温度下熔炼：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁；
b、造粒：将熔炼得到的产物采用离心造粒成型；
c、烘干：将造粒成型后的产物放入烘干炉内烘干；
d、粗分：将烘干后的产物放入筛网上筛选出粒度均匀的产物；
e、二次淬火：将粗分得到的产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却，再将产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却；
f、回火：将得到的产物加热到回火温度，保温，在空气中冷却；
g、精筛：选用筛网直径为0.6-0.8mm的筛将回火得到的钢丸分选出来，得
到钢丸S390；
步骤2：将步骤1中经精筛得到的钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40和钢丸S390按照比例混合，得到所述船舶分段涂装喷砂磨料。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明涉及的船舶分段涂装喷砂磨料的原料中降低了碳的含量，降低了磨料整体的脆性，改善了磨料的韧性，降低了磨料的破碎和磨损度，从而使磨料不再是一打就碎，而是慢慢磨圆磨小，减少破碎的灰尘颗粒物；本发明涉及的船舶分段涂装喷砂磨料的原料中硫、磷含量减少，从而降低了磨料的热脆性和冷脆性，使磨料的整体耐磨性增强，降低了破碎率；将不同粒度的钢砂和钢丸混合使用，大大提高了钢丸的疲劳寿命，寿命延长15％-25％，减少磨料消耗和资源消耗，大大降低了粉尘污染对环境的破坏；使磨料表面粗糙度为30-75um，盐分值≤50mg/m2，清理等级达到Sa2.5级以上。
进一步的，由以下重量份的原料制作而成：20份钢砂G18、40份钢砂G25、20份钢砂G40和20份钢丸S390。
由上述描述可知，进一步优选磨料的质量百分数配比，使制得的磨料具有更高的韧性、耐冲击性和耐磨性。
进一步的，一种船舶分段涂装喷砂磨料的制作方法，所述步骤1中制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40的熔炼步骤中熔炼温度为1550-1650℃；所述步骤1中制备钢丸S390的熔炼步骤中熔炼温度为1550-1650℃。
由上述描述可知，优选钢砂和钢丸熔炼步骤的熔炼温度，达到更加的熔炼效果。
进一步的，一种船舶分段涂装喷砂磨料的制作方法，所述步骤1中制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40的二次淬火步骤中的淬火温度为750-850℃，保温时间为15-40min；所述步骤1中制备钢丸S390的二次淬火步骤中的淬火温度为850-950℃，保温时间为15-40min。
由上述描述可知，优选钢砂和钢丸的二次淬火的条件，使经过二次淬火后的磨料寿命提高20％。
进一步的，所述步骤1中制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40的回火步骤中的回火温度为350-450℃，保温时间为60-80min；所述步骤1中制备钢丸S390的回火步骤中的回火温度为180-260℃，保温时间为60-80min。
由上述描述可知，优选钢砂和钢丸的回火条件，使制得的磨料具有更高的耐磨性。
实施例
一种船舶分段涂装喷砂磨料，由以下重量份的原料混合而成：20份钢砂G18、40份钢砂G25、20份钢砂G40和20份钢丸S390；所述钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40或钢丸S390均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁。
一种船舶分段涂装喷砂磨料的制作方法，包括以下步骤：
步骤1：制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40：
a、熔炼：将以下质量百分数的原料投入电弧炉或中频感应炉在熔炼温度下熔炼：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁；
b、造粒：将熔炼得到的产物采用离心造粒成型；
c、烘干：将造粒成型后的产物放入烘干炉内烘干；
d、粗分：将烘干后的产物放入筛网上筛选粒度均匀的产物；
e、二次淬火：将粗分得到的产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却，再将产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却；
f、破碎：将二次淬火得到的产物进行破碎得到钢砂；
g、回火：将得到的钢砂加热到回火温度，保温，在空气中冷却；
h、精筛：选用筛网直径为1.0-1.2mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G18；
选用筛网直径为0.8-1.0mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G25；
选用筛网直径为0.6-0.8mm的筛将回火得到的钢砂分选出来，得到钢砂G40；
制备钢丸S390：
a、熔炼：将以下质量百分数的原料投入电弧炉或中频感应炉在熔炼温度下熔炼：碳0.40-0.70％，锰0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余为铁；
b、造粒：将熔炼得到的产物采用离心造粒成型；
c、烘干：将造粒成型后的产物放入烘干炉内烘干；
d、粗分：将烘干后的产物放入筛网上筛选出粒度均匀的产物；
e、二次淬火：将粗分得到的产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却，再将产物加热到淬火温度，保温，放入水中冷却；
f、回火：将得到的产物加热到回火温度，保温，在空气中冷却；
g、精筛：选用筛网直径为0.6-0.8mm的筛将回火得到的钢丸分选出来，得
到钢丸S390；
步骤2：将步骤1中经精筛得到的钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40和钢丸S390按照比例混合，得到所述船舶分段涂装喷砂磨料。
所述步骤1中制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40的熔炼步骤中熔炼温度为1550-1650℃；所述步骤1中制备钢丸S390的熔炼步骤中熔炼温度为1550-1650℃。
所述步骤1中制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40的二次淬火步骤中的淬火温度为750-850℃，保温时间为15-40min；所述步骤1中制备钢丸S390的二次淬火步骤中的淬火温度为850-950℃，保温时间为15-40min。
所述步骤1中制备钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40的回火步骤中的回火温度为350-450℃，保温时间为60-80min；所述步骤1中制备钢丸S390的回火步骤中的回火温度为180-260℃，保温时间为60-80min。
所述钢砂、钢丸的相关技术要求如下：
1)磨料的选型配比：钢砂G18为20％、钢砂G25为40％、钢砂G40为20％、钢丸S390为20％；
2)磨料的粒度范围：钢砂G18为1.0-1.2mm、钢砂G25为0.8-1.0mm、钢砂G40为0.6-0.8mm、钢丸S390为1.0-1.2mm；
3)磨料的化学成分配比：碳0.40-0.70％、锰0.60-1.20％、硅0.60-1.00％、硫≤0.030、磷≤0.030；
4)磨料的物理性能：钢丸硬度HRC为42-48，钢砂硬度HRC为54-60，钢丸密度≥7.2g/cm3，钢砂密度≥7.4g/cm3，钢丸、钢砂的粒度均符合美国SAE-J444标准，钢丸、钢砂的金相组织为回火马氏体+贝氏体的复相组织。
表1为单一磨料与本发明涉及的配比磨料的各项指标对比：
从表1中看出，配比磨料中碳、硫、磷含量少于单一磨料，配比磨料的平均硬度高于单一磨料，配比磨料的循环寿命高于单一磨料；配比磨料较单一磨料平均消耗量降低，清理速度更快，覆盖度更大，降低了对环境的污染；综上所述，本发明涉及的配比磨料的各项指标均优于单一磨料。
表1
综上所述，本发明涉及的船舶分段涂装喷砂磨料的原料中降低了碳的含量，降低了磨料整体的脆性，改善了磨料的韧性，降低了磨料的破碎和磨损度，从而使磨料不再是一打就碎，而是慢慢磨圆磨小，减少破碎的灰尘颗粒物；本发明涉及的船舶分段涂装喷砂磨料的原料中硫、磷含量减少，从而降低了磨料的热脆性和冷脆性，使磨料的整体耐磨性增强，降低了破碎率；将不同粒度的钢砂和钢丸混合使用，大大提高了钢丸的疲劳寿命，寿命延长15％-25％，减少磨料消耗和资源消耗，大大降低了粉尘污染对环境的破坏；使磨料表面粗糙度为30-75um，盐分值≤50mg/m2，清理等级达到Sa2.5级以上。
进一步优选磨料的质量百分数配比，使制得的磨料具有更高的韧性、耐冲击性和耐磨性；所述钢砂和钢丸的制作过程中均经过二次淬火处理，使经过二次淬火后的磨料寿命提高；优选钢砂和钢丸的二次淬火的条件，使经过二次淬火后的磨料寿命提高20％；优选钢砂和钢丸的回火条件，使制得的磨料具有更高的耐磨性；分别选用所需粒度范围的筛对所得的钢砂G18、钢砂G25、钢砂G40以及钢丸S390进行精筛，使得到的磨料大小均匀，从而提高涂装喷砂的效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。