一种钒钛铬合金钢球及其制造方法.pdf

一种钒钛铬合金钢球，它是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成。它是将含有钒钛铬的钢材切割成所需尺寸的方形块材，把方形块材加热到1100℃～1150℃进行模锻成球形体，待球形体自然冷却到780℃～830℃后放进温度为35℃～45℃之间的清水中进行滚动式淬火，然后放进机油中进行回火即为成品。本发明耐磨性能好，表面硬度达到HRC55～HRC60，破碎率低于0.3％，冲击韧性好，达到14J～17J，失圆率低于3％，并具有很高的高温度强度和耐腐蚀性能。

1.  一种钒钛铬合金钢球，它是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成，其各自占总重量的百分比含量为：钒(V)：0.06～0.10，钛(Ti)：0.04～0.10，铬(Cr)：0.10～0.15，碳(C)：0.55～0.90，硅(Si)：0.28～0.90，锰(Mn)：0.80～1.70，磷(P)：0～0.03，硫(S)：0-0.035，其余为铁(Fe)。

2.  如权利要求1所述的钒钛铬合金钢球，它的各个组分占总重量的百分比含量为：钒(V)：0.08，钛(Ti)：0.04，铬(Cr)：0.12，碳(C)：0.70，硅(Si)：0.60，锰(Mn)：1.00，磷(P)：0.03，硫(S)：0.03，其余为铁(Fe)。

3.  如权利要求1所述的钒钛铬合金钢球的制造方法，它是按如下的步骤进行的：
(1)将含有钒钛铬的钢材切割成所需尺寸的方形块材；
(2)把方形块材放入加热炉中加热到1100℃～1150℃，然后将其放到锻打设备上进行模锻成球形体；
(3)待球形体自然冷却到780℃～830℃时，将其放进温度为35℃～45℃之间的清水中进行滚动式淬火；
(4)将淬火后的球形体放进机油中进行回火，回火温度是150℃～249℃之间，回火时间在2小时～6小时之间；
(5)回火后的球形体即为成品。

4.  如权利要求3所述的钒钛铬合金钢球的制造方法，其特征在于回火温度是200℃。

5.  如权利要求3或4所述的钒钛铬合金钢球的制造方法，其特征在于在机油中掺有机油总重量的1％～5％的工业用盐。

6.  如权利要求5所述的钒钛铬合金钢球的制造方法，其特征在于在机油中掺有机油总重量的2％的工业用盐。

一种钒钛铬合金钢球及其制造方法
(一)、所属技术领域
本发明涉及一种钢球及其制造方法，特别是一种钒钛铬合金钢球及其制造方法。
(二)、技术背景
现有的钢球一般是由铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成，即是用普通钢材或优质碳素钢制造而成，其制造方法是将切割成半成品的钢材加热到1100℃～1150℃后放入清水中进行淬火，淬火后即成的成品，或者淬火后放进回火炉中进行回火，由于回火炉的温度不好控制，容易使炉内某局部温度达到250℃～400℃之间，使半成品因受热不均匀而形成不可逆转的第一类钢的脆性，这样一来，产品因韧性小于10J而使其破碎率达到10％以上，而且硬度低，其硬度只达到HRC45度～HRC52度之间，失圆率高，达到10％～30％之间。按照上述方法制成的钢球还存在着耐高温性能差，当钢球温度达到200℃以上时，其强度显著降低，而且其磨耗高和耐腐蚀性差。
(三)、发明内容
本发明的目的就是提供一种耐高温、高强度、耐磨性强和耐腐蚀的钒钛铬合金钢球。
本发明的另一个目的就是提供上述钒钛铬合金钢球的制造方法。
本发明的第一个目的是通过这样的技术方案实现的，它是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成，其各自占总重量的百分比含量为：钒(V)：0.06～0.10，钛(Ti)：0.04～0.10，铬(Cr)：0.10～0.15，碳(C)：0.55～0.90，硅(Si)：0.28～0.90，锰(Mn)：0.80～1.70，磷(P)：0～0.03，硫(S)：0-0.035，其余为铁(Fe)。
本发明的第二个目的是通过这样的技术方案实现的，它是按如下的步骤进行的：
(1)含有钒钛铬地钢材切割成所需尺寸的方形块材；
(2)把方形块材放入加热炉中加热到1100℃～1150℃，然后将其放到锻打设备上进行模锻成球形体；
(3)待球形体自然冷却到780℃～830℃时，将其放进温度为35℃～45℃之间的清水中进行滚动式淬火；淬火时，清水的温度很重要，低于35℃，钢球淬火后容易破碎，高于45℃，淬火后，钢球硬度偏低，达不到要求，最佳温度为38.5℃。
(4)将淬火后的球形体放进机油中进行回火，回火温度是150℃～249℃之间，回火时间在2小时～6小时之间；由于机油可以使钢球受热均匀，而且容易控制机油的温度，因此采用机油进行回火。回火时间跟钢球尺寸相关，一般直径在30毫米～60毫米的钢球，回火时间为2小时；直径在70毫米～100毫米的钢球，回火时间为3.5小时；直径在110毫米～130毫米的钢球，回火时间为5小时等。
(5)回火后的球形体即为成品。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
1.耐磨性能好，表面硬度达到HRC55～HRC60；
2.破碎率低于0.3％，冲击韧性好，达到14J～17J，；
3.失圆率低于3％；
4.具有很高的高温度强度和耐腐蚀性能。
(四)、具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明是由铁(Fe)、钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素构成，其各自占总重量的百分比含量为：钒(V)：0.06～0.10，钛(Ti)：0.04～0.10，铬(Cr)：0.10～0.15，碳(C)：0.55～0.90，硅(Si)：0.28～0.90，锰(Mn)：0.80～1.70，磷(P)：0～0.03，硫(S)：0-0.035，其余为铁(Fe)。
本发明它的各个组分占总重量的百分比含量最佳值为：钒(V)：0.08，钛(Ti)：0.04，铬(Cr)：0.12，碳(C)：0.70，硅(Si)：0.60，锰(Mn)：1.00，磷(P)：0.03，硫(S)：0.03，其余为铁(Fe)。
本发明是按如下的步骤进行的：
(1)含有钒钛铬的钢材切割成所需尺寸的方形块材；
(2)把方形块材放入加热炉中加热到1100℃～1150℃，然后将其放到锻打设备上进行模锻成球形体；
(3)待球形体自然冷却到780℃～830℃时，将其放进温度为35℃～45℃之间的清水中进行滚动式淬火；淬火时，清水的温度很重要，低于35℃，钢球淬火后容易破碎，高于45℃，淬火后，钢球硬度偏低，达不到要求，最佳温度为38.5℃。
(4)火后的球形体放进机油中进行回火，回火温度是150℃～249℃之间，回火时间在2小时～6小时之间；由于机油可以使钢球受热均匀，而且容易控制机油的温度，因此采用机油进行回火。回火时间跟钢球尺寸相关，一般直径在30毫米～60毫米的钢球，回火时间为2小时；直径在70毫米～100毫米的钢球，回火时间为3.5小时；直径在110毫米～130毫米的钢球，回火时间为5小时等。
(5)回火后的球形体即为成品。
上述方法中，回火温度的最好为200℃。
为了使钢球受热更加均匀，在机油中掺有机油总重量的1％～5％的工业用盐。工业用盐最佳值为占机油总重量的2％。工业用盐可以是氯化钠。