专利名称：一种用于热轧无缝钢管钢球的新材料及其钢球的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于热轧无缝钢管钢球的新材料及其钢球的制作方法。
背景技术：
目前钢球的生产方式主要是在砂模或者硬模中，将熔化后的铁水通过普通 重力浇注的方法倒入砂模中成型，然后经过清砂，去除浇冒口，打光，再通过 磨球机磨光后达到所要求的尺寸，经过检验后再进行热处理，这种方法存在着
以下缺点(1)由于釆用的是重力浇注的方法，因此在球体的内部、球的表面 附近以及在球的中心存在着或大或小，或多或少的缩孔以及疏松，且钢球的晶 粒偏粗，这样导致钢球的质量很差，无法保证产品的一致性，(2)该方法制得 的钢球需要经过热处理，热处理的过程不但需要消耗大量的热能，成本提高， 污染严重，不符合国家环保要求，而且热处理会使钢球产生变形，很难保证钢 球的精度，根据调查， 一些厂的黑球的不园整度高达300 ju,另外经过热处理 后会在钢球的表面会产生一层氧化层，呈现黑色，通称"黑球"，这样会降低钢 球表面的光洁度，从而影响钢管内壁的光洁度。釆用上述方法制得的钢球在高 温、高挤压和高摩擦的条件下，其使用寿命短。
发明内容
本发明为一种用于热轧无缝钢管钢球的新材料及其钢球的制作方法，该新 材料可以提高钢球的使用寿命，该方法不需要进行热处理，降低能耗和成本， 制得的钢球不但晶粒组织细密，避免在钢球内出现疏松或缩孔现象，提高钢球 的质量和使用寿命，而且钢球的精度和光洁度高。
本发明采用了以下技术方案 一种用于热轧无缝钢管钢球的新材料，各组 分的重量百分比为C 3.0-4.1%， Si《1.2°/。， Cr 20-39%，Ni 1.7-3.0%， Mn 0. 25-0. 8°/。，其余为Fe。
本发明各组分的重量百分比C 3.4-3.8%， Si < 1.2%, Cr26-32°/。，Ni为 1.8-2.7%, Mn为0.25-0.8%,其余为Fe。本发明各组分的重量百分比为C 3.5—3.65°/。， Si < 1.2%, Cr28-30%，Ni为1.9—2.4%, Mn为0.4-0.55%,其余为
4Fe。
本发明还公开了一种用于热轧无缝钢管钢球的制作方法，它包括以下步骤: 步骤一，准备型砂，将型砂进行造型，在造型后进行合箱，制成整体砂模，将 该整体砂模安装在离心浇注机上待浇；步骤二，配置铁水，在中频电炉中添加 炉料熔化成铁水，熔化后继续升温对铁水进行除气变质处理，经过化学分析后 铁水中各组分的重量百分比为c 3. 0-4. 1%, Si < 1. 2%, Cr 20-39%, Ni 1. 7-3. 0%，
Mn 0.25-0.8%,其余为Fe;步骤三，对经过除气变质处理后的铁水进行扒渣， 再将铁水倒入浇包中，进行第二次扒渣，将除渣剂撒在铁水表面，铁水倒入砂 模中通过离心浇注机进行浇注成型，然后再进行冷却，打箱清砂，去除浇冒口， 制成铸件；步骤四，清除铸件表面的型砂，进行检验，再通过磨球机加工形成 成品，成品的表面呈现金属原色，将成品进行检验，分类装箱，入库。
本发明步骤一中造型后的型砂内涂有涂料，涂料为锆英粉醇基涂料，型砂 为树脂砂。所述的树脂砂为呋喃树脂砂，呋喃树脂砂包括呋喃树脂、硅砂和固 化剂，呋喃树脂硅砂固化剂的重量比为100: 1.8: 0.45,硅砂的粒度 为50-100目。本发明步骤二中熔化时的温度达到1300-1400°C，熔化后继续升 温至1500-155(TC进行除气变质处理，除气变质处理的过程为在1500-1550 。C的条件下首先将铝加入铁水中进行除气处理，铝占铁水总量的0.3%，然后依 次加钒铁和轻稀土，钒铁占铁水总量的0. 15-0. 2%，轻稀土占铁水总量的0. 2%。 本发明步骤二中铁水中各成分的重量百分比含量为C3.4-3.8y。， Si《1.2%， Cr 26-32%, Ni 1.8-2.7%, Mn为0.25-0.8°/。，其余为Fe。步骤二中铁水中各成分 的重量百分比含量为C 3.5-3.65°/。， Si". 2%, Cr 28-30%, Ni 1.9-2.4°/。， Mn 为O. 4-0. 55%,其余为Fe。步骤三中浇注后冷却的时间为10分钟。
本发明具有以下有益效果:本发明采用的新材料可以提高钢球的使用寿命。
本发明在制备的过程中不需要进行热处理，而釆用离心浇注，在离心力的作用 下凝固结晶，这样不但可以使钢球内组织细密，避免出现钢球的疏松和缩孔现 象，而且还可以大大降低能耗，节约加工成本，同时也可减轻对环境的污染。 釆用该方法制得钢球的尺寸误差小，耐磨性好，钢球的表面没有氧化层，钢球 的表面呈现金属原色，通称"白球"，表面的光洁度好，这样可以提高钢管内壁的光洁度和钢管内壁尺寸的精度。本发明在制备的过程需要进行除气变质处理， 除气的过程可以排除铁水中的气体，避免铸件中出现气孔，变质处理的过程可 以细化晶粒，使铸件组织细密。
具体实施例方式
本发明公开了 一种用于热轧无缝钢管的钢球，它的各组分的重量百分比为 C 3.0-4.1%, Si". 2%, Cr 20-39%， Ni 1.7-3.0%, Mn为0.25-0.8%,其余为 Fe。本发明各组分的重量百分比也可以为C3. 4-3. 8%， Si<l. 2%, Cr26-32%， Ni 为1. 8-2. 7%, Mn为0. 25-0. 8%,其余为Fe。本发明各组分的最佳重量百分比为 C 3. 5—3. 65%, Si《1. 2%， Cr28—30%, Ni为1. 9-2. 4%, Mn为0, 4-0. 55%，其余为 Fe。
下面通过实施例来进一步说明
实施一 一种用于热轧无缝钢管钢球的制备方法，它包括以下步骤步骤 一，准备型砂，型砂为呋喃树脂砂，呋喃树脂砂包括呋喃树脂、硅砂和固化剂， 呋喃树脂硅砂固化剂的重量比为100: 1.8: 0. 45,硅砂的粒度为50-100 目，将呋喃树脂砂进行造型，再对造型后呋喃树脂砂内进行上涂料，涂料为锆 英粉醇基涂料，在造型后进行合箱，制成整体砂模，将该整体砂模安装在离心 浇注机上待浇；步骤二，配置铁水，在中频电炉中添加炉料熔化，炉料为废钢、 高碳铬、低碳铬、镍和锰铁，当温度达到1300-140(TC后将炉料熔化成铁水， 熔化后继续升温至1500-1550'C，再对铁水进行除气变质处理，除气变质处理 的过程为首先在1500-155(TC条件下将铝加入铁水中，铝占铁水总量的0. 3%, 然后依次再加入钒铁和轻稀土，钒铁占铁水总量的0.15-0.2%，轻稀土占铁水 总量的0. 2%,经过化学分析后铁水中各成分的重量百分比含量为C 3. 5-3. 65%, Si《1.2%, Cr 28-30%, Ni 1.9-2.4%， Mn为0. 4-0. 55%,其余为Fe;步骤三， 对经过除气变质处理的铁水进行扒渣，再将铁水倒入浇包中，进行第二次扒渣， 在铁水表面撒有除渣剂，将铁水倒入整体砂模中通过离心浇注机进行浇注成型， 然后再进行冷却10分钟，打箱清砂，去除浇冒口，制成铸件；步骤四，清除铸 件表面的型砂，进行检验，再通过磨球机加工形成成品，成品的表面呈现金属 原色，将成品进行检验，分类装箱，入库。
权利要求
1、一种用于热轧无缝钢管钢球的新材料，其特征是各组分的重量百分比为C 3.0-4.1％，Si≤1.2％，Cr 20-39％，Ni 1.7-3.0％，Mn 0.25-0.8％，其余为Fe。
2、 根据权利要求l所述的用于热轧无缝钢管钢球的新材料，其特征是各组 分的重量百分比为C 3.4-3.8%， Si《1,2%， Cr26-32%， Ni 1.8-2.7%， Mn 0. 25-0. 8°/。，其余为Fe。
3、 根据权利要求l所述的用于热轧无缝钢管钢球的新材料，其特征是各组 分的重量百分比为C 3.5-3.65%, Si < 1.2%， Cr28-30%,Ni 1.9-2.4%， Mn 0.4-0.55%，其余为Fe。
4、 一种用于热轧无缝钢管钢球的制作方法，它包括以下步骤步骤一，准备型砂，将型砂进行造型，在造型后进行合箱，制成整体砂模， 将该整体砂模安装在离心浇注机上待浇；步骤二，配置铁水，在中频电炉中添加炉料熔化成铁水，熔化后继续升温 对铁水进行除气变质处理，经过化学分析后铁水中各组分的重量百分比为c 3.0-4.1°/。， Si < 1.2%， Cr 20-39%, Ni 1.7-3.0%， Mn 0.25—0.8%，其余为Fe;步骤三，对经过除气变质处理后的铁水进行扒渣，再将铁水倒入浇包中， 进行第二次扒渣，将除渣剂撒在铁水表面，铁水倒入砂模中通过离心浇注机进 行浇注成型，然后再进行冷却，打箱清砂，去除浇冒口，制成铸件；步骤四，清除铸件表面的型砂，进行检验，再通过磨球机加工形成成品， 成品的表面呈现金属原色，将成品进行检验，分类装箱，入库。
5、 根据权利要求4所述的用于热轧无缝钢管钢球的制作方法，其特征是步骤一中造型后的型砂内涂有涂料，涂料为锆英粉醇基涂料，型砂为树脂砂。
6、 根据权利要求5所述的用于热轧无缝钢管钢球的制备方法，其特征是所述的树脂砂为呋喃树脂砂，呋喃树脂砂包括呋喃树脂、硅砂和固化剂，呋喃树 脂硅砂固化剂的重量比为100: 1.8: 0.45,硅砂的粒度为50-100目。
7、 根据权利要求4所述的用于热轧无缝钢管钢球的制备方法，其特征是步 骤二中熔化时的温度达到1300-1400°C,熔化后继续升温至1500-155(TC进行除气变质处理，除气变质处理的过程为在1500-155(TC的条件下首先将铝加入铁 水中进行除气处理，铝占铁水总量的0.3%,然后依次加钒铁和轻稀土，钒铁占 铁水总量的0. 15-0. 2%，轻稀土占铁水总量的0. 2%。
8、 根据权利要求4所述的用于热轧无缝钢管钢球的制备方法，其特征是步 骤二中铁水中各成分的重量百分比含量为C 3.4-3.8°/。， Si<1.2%, Cr 26-32%， Ni 1.8-2.7%, Mn为0.25-0. 8%，其余为Fe。
9、 根据权利要求4所述的用于热轧无缝钢管钢球的制备方法，其特征是步 骤二中铁水中各成分的重量百分比含量为C 3. 5-3. 65%, Si<1.2%, Cr 28-30%, Ni 1.9-2.4%， Mn为0. 4-0. 55%,其余为Fe。
10、 根据权利要求4所述的用于热轧无缝钢管钢球的制备方法，其特征是 步骤三中浇注后冷却的时间为IO分钟。
全文摘要
本发明公开了一种用于热轧无缝钢管钢球的新材料，C 3.0-4.1％，Si≤1.2％，Cr 20-39％，Ni 1.7-3.0％，Mn 0.25-0.8％，其余为Fe。用于热轧无缝钢管钢球的制作方法，一将型砂进行造型后进行合箱制成整体砂模，将该整体砂模安装在离心浇注机上待浇；二在中频电炉中添加炉料熔化成铁水，熔化后继续升温对铁水进行除气变质处理；三对铁水进行扒渣，再将铁水倒入浇包中，进行第二次扒渣，将除渣剂撒在铁水表面，铁水倒入砂模中通过离心浇注机进行浇注成型，再进行冷却，打箱清砂，去除浇冒口，制成铸件；四清除铸件表面的型砂，进行检验，通过磨球机加工形成成品，成品的表面呈现金属原色，检验入库。
文档编号B22C1/22GK101525728SQ200910030890
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者马有源, 马芷珍 申请人:马芷珍