本发明涉及汽车零部件领域，具体地，涉及一种高强度碳化硅钢球及其制备方法。
背景技术：
：轴承（bearing）是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数（frictioncoefficient），并保证其回转精度。而轴承钢球的强度及其耐用性直接影响了轴承回转的精确度。在机器的使用过程中，轴承处于连续高强度的工作状态，且轴承及其钢球的强度等机械性能的优劣会直接影响机器正常运转。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高强度碳化硅钢球及其制备方法，该高强度碳化硅钢球具有抗折强度高、洛氏硬度高及抗压强度高等优异的机械性能；具且使用寿命长，运转精确度高。为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度碳化硅钢球的制备方法，所述制备方法包括：将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁混合后进行熔炼；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行热处理即制得所述高强度碳化硅钢球；其中，按照重量份计，所述球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁的用量比为100：10-19：0.5-3.5：1.1-2.9：0.15-0.55：0.55-0.95：1.1-1.5：0.11-0.16：1.25-4.65。通过上述技术方案，本发明中将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁混合后进行熔炼按照特定的比例进行混合后，依次进行熔炼、精炼剂热处理最后制得钢球；该方法制得的高强度碳化硅钢球具有抗折强度高、洛氏硬度高及抗压强度高等优异的机械性能；具且使用寿命长，运转精确度高。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供了一种高强度碳化硅钢球的制备方法，所述制备方法包括：将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁混合后进行熔炼；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行热处理即制得所述高强度碳化硅钢球；其中，按照重量份计，所述球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁的用量比为100：10-19：0.5-3.5：1.1-2.9：0.15-0.55：0.55-0.95：1.1-1.5：0.11-0.16：1.25-4.65。本发明中，所使用的锰铁中碳的含量可以在宽的范围控制，但是为了进一步提高制得的钢球的强度，优选地，所述锰铁中碳的含量为0.6%-1.2%。本发明中，所使用的精炼的具体条件可以在宽的范围内选，但是为了提高精炼的效果进而提高制得的钢球的强度，优选地，所述精炼过程为：加入精炼剂，在1400-1500℃进行第一次精炼，时间为2-3h；接着以50-60℃/h升温到1700-2000℃进行第二次精炼，时间为2-4h。本发明中，所使用的精炼剂的种类可以在宽的范围内选，但是为了进一步提高制得的钢球的强度，优选地，所述精炼剂是由以下方法制备而得：将所述黏土、铼、氧化铈、碳纤维、硅钡和牌号kh570的硅烷偶联剂进行混合、加热熔融，最后冷却、干燥后破碎成颗粒平均粒径为10-15mm的所述精炼剂。另外，在精炼剂的制备过程中，各原料的具体用量可以在宽的范围内调节控制，但是为了提高制得的精炼剂的使用效果，优选地，所述黏土、铼、氧化铈、碳纤维、硅钡和牌号kh570的硅烷偶联剂的重量比为100：0.05-0.15：0.5-1.6：1.5-2.5：0.15-0.28：0.35-0.55。在上述精炼剂的制备过程中，所述加热熔融的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高熔融效果，优选地，所述加热熔融的条件为：温度为500-600℃，时间为5-8h。在上述精炼剂的制备过程中，所述冷却的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高冷却的效果，优选地，所述冷却的条件为：温度为50-60℃，时间为2-3h；同时，所述干燥的条件也可以在宽的范围内选择，但是为了提高制备效率，进一步优选地，所述干燥的条件为：温度为50-70℃，时间为10-12h。本发明中，所述熔炼的条件可以控制在较宽的范围内，但是为了提高熔炼的效果，优选地，所述熔炼的温度为1550-1650℃，熔炼的时间为3-4h。热处理的具体条件可以在宽的范围内调节，但是为了提高热处理的效果进而提高制得的钢球的强度，优选地，先将所述型胚在800-900℃保温3-4h，接着以40-50℃/h的速率降温至400-500℃保温5-6h，最在保温后直接水冷，即制得所述高强度碳化硅钢球；进一步优选地，在所述热处理之前，所述型胚的温度为700-900℃。本发明还提供了一种上述制备方法制得的高强度碳化硅钢球。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例1将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁（碳含量为0.6%%）按照100：10：0.5：1.1：0.15：0.55：1.1：0.11：1.25的重量比混合后，在1550熔炼4h；接着加入精炼剂，在1400℃进行精炼3h，再以50℃/h升温到1700℃精炼4h到熔融铁水；紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后先将所述700℃的型胚在800℃保温4h，接着以40℃/h的速率降温至400℃保温6h，最在保温后直接水冷，即制得所述高强度碳化硅钢球；记作a1。其中，所使用的精炼剂是由下述方法制得：将黏土、铼、氧化铈、碳纤维、硅钡和牌号kh570的硅烷偶联剂按照100：0.05：0.5：1.5：0.15：0.35的重量比混合、在500℃加热熔融5h，最后在50℃冷却2h，并在50℃下干燥12h后破碎成颗粒平均粒径为10mm的所述精炼剂。实施例2将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁（碳含量为0.9%）按照100：15：0.25：2.0：0.45：0.85：1.2：0.15：3.65的重量比混合后，在1600熔炼3.5h；接着加入精炼剂，在1450℃进行精炼3h，再以55℃/h升温到1800℃精炼3h到熔融铁水；紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后先将所述800℃的型胚在800℃保温4h，接着以50℃/h的速率降温至450℃保温5.5h，最在保温后直接水冷，即制得所述高强度碳化硅钢球；记作a2。其中，所使用的精炼剂是由下述方法制得：将黏土、铼、氧化铈、碳纤维、硅钡和牌号kh570的硅烷偶联剂进行混合按照100：0.11：1.2：2.0：0.21：0.45的重量比混合、在550℃加热熔融6h，最后在55℃冷却3h，并在60℃下干燥11h后破碎成颗粒平均粒径为13mm的所述精炼剂。实施例3将球墨铸铁、废钢、氧化钛、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、镍、氧化锶和锰铁（碳含量为1.2%）按照100：19：3.5：2.9：0.55：0.95：1.5：0.16：4.65的重量比混合后，在1650熔炼3h；接着加入精炼剂，在1500℃进行精炼2h，再以60℃/h升温到2000℃精炼2h到熔融铁水；紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后先将所述900℃的型胚在900℃保温3h，接着以50℃/h的速率降温至500℃保温5h，最在保温后直接水冷，即制得所述高强度碳化硅钢球；记作a3。其中，所使用的精炼剂是由下述方法制得：将黏土、铼、氧化铈、碳纤维、硅钡和牌号kh570的硅烷偶联剂按照100：0.15：1.6：2.5：0.28：0.55的重量比混合、在600℃加热熔融8h，最后在60℃冷却3h，并在70℃下干燥12h后破碎成颗粒平均粒径为15mm的所述精炼剂。对比例1按照实施例1的方法制得高强度碳化硅钢球，记作b1；不同的是，原料中未加入二氧化硅。对比例2按照实施例1的方法制得高强度碳化硅钢球，记作b2；不同的是，原料中未加入碳化硅。对比例3按照实施例1的方法制得高强度碳化硅钢球，记作b3；不同的是，原料中未加入氮化硼。对比例4按照实施例1的方法制得高强度碳化硅钢球，记作b4；不同的是，原料中未加入氧化锶。对比例5按照实施例1的方法制得高强度碳化硅钢球，记作b5；不同的是，熔炼结束后加入精炼剂直接在1400℃精炼7h得到熔融铁水。对比例6按照实施例1的方法制得高强度碳化硅钢球，记作b6；不同的是，熔炼结束后加入精炼剂直接在1700℃精炼7h得到熔融铁水。对比例7按照实施例1的方法制得高强度碳化硅钢球，记作b7；不同的是，所述精炼剂原料中2未加入氧化铈。检测例1根据jb/t-1225-2014检测标准对实施例a1-a3及对比例b1-b7的洛氏硬度hra、抗折强度（mpa）和抗压强度（mpa）等机械性能进行测试，具体结果见表1。表1洛氏硬度hra抗折强度/mpa抗压强度/mpaa191.84512150a290.74502020a391.34421980b184.13981850b284.53861890b383.54011855b485.14011852b575.73501750b673.83471730b783.63561760以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页12