一种高强度碳化硅钢球及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高强度碳化硅钢球及其制备方法 (High-strength silicon carbide steel ball and preparation method thereof ) 是由 秦本洋 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高强度碳化硅钢球,所述高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅20-30份、铬1-2份、氮化硼3-5份、铁10-20份、钼2-3份、锰钢30-40份、镍5-8份、钛6-8份、磷2-3份、硫2-3份；一种高强度碳化硅钢球制备方法,包括如下步骤S1、熔融；S2、模锻成球；S3、打磨；S4、二次加热；S5、高温淬火；S6、机油回火；S7、检测成品。本发明制备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,并且使用寿命长,运转精确度高,并且其工艺简单,生产耗能低,无“三废”产生,环保性高。(The invention discloses a high-strength silicon carbide steel ball which comprises the following raw materials in parts by weight: 20-30 parts of silicon carbide, 1-2 parts of chromium, 3-5 parts of boron nitride, 10-20 parts of iron, 2-3 parts of molybdenum, 30-40 parts of manganese steel, 5-8 parts of nickel, 6-8 parts of titanium, 2-3 parts of phosphorus and 2-3 parts of sulfur; a preparation method of high-strength carbonized silicon steel balls comprises the following steps of S1, melting; s2, die forging to form balls; s3, polishing; s4, secondary heating; s5, high-temperature quenching; s6, tempering the engine oil; and S7, detecting a finished product. The high-strength carbonized silicon steel ball prepared by the invention has excellent mechanical properties of high breaking strength, high Rockwell hardness, high compressive strength and the like, and has the advantages of long service life, high operation accuracy, simple process, low production energy consumption, no generation of three wastes and high environmental protection property.)
技术领域
本发明涉及钢球技术领域，尤其涉及一种高强度碳化硅钢球及其制备方法。
背景技术
钢球根据加工材料分为轴承钢球、不锈钢球、碳钢球和铜轴承钢球等，其中轴承钢球为工业的重要基础零部件。
由于轴承钢球主要是放置于轴承内，进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，并且在机器的使用过程中，由于轴承处于连续高强度的工作状态，进而此时轴承钢球的强度等机械性能会影响机器正常运转。
基于此，本发明提出一种高强度碳化硅钢球及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高强度碳化硅钢球及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高强度碳化硅钢球，所述高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅20-30份、铬1-2份、氮化硼3-5份、铁10-20份、钼2-3份、锰钢30-40份、镍5-8份、钛6-8份、磷2-3份、硫2-3份。
优选地，所述高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅25-30份、铬1.5-2份、氮化硼3-4份、铁13-20份、钼2.5-3份、锰钢35-40份、镍6-8份、钛7-8份、磷2-2.5份、硫2-2.5份。
优选地，所述高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅25份、铬2份、氮化硼4份、铁15份、钼3份、锰钢40份、镍6份、钛7份、磷2份、硫2份。
一种高强度碳化硅钢球制备方法，包括如下步骤：
S1、熔融，按重量百分比，选取碳化硅20-30份、铬1-2份、氮化硼3-5份、铁10-20份、钼2-3份、锰钢30-40份、镍5-8份、钛6-8份、磷2-3份、硫2-3份，随后将原料置于熔炼炉内加热熔融，使得各种原料搅拌混合均匀；
S2、模锻成球，将熔融的原料置入成型模具中，直至原料冷却成型，获得粗胚钢球；
S3、打磨，将粗胚钢球取出并进行表面打磨处理得到半成品钢球；
S4、二次加热，对半成品钢球加热炉加热，并保温；
S5、高温淬火，将二次加热后的半成品钢球自然冷却，然后将其放入淬火液中进行滚动式淬火；
S6、机油回火，将淬火后的钢球放进机油中进行回火；
S7、检测成品，回火后的钢球进行质量检测后即为成品。
优选地，在所述步骤S4中，半成品钢球加热后的温度为700-780℃，并且保温时间为1.2-1.8H。
优选地，在所述步骤S5中，半成品钢球冷区后的温度为650-680℃，淬火液的温度为30-35℃。
优选地，在所述步骤S6中，淬火后的钢球回火温度为180-230℃，回火时间为3-5H。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明制备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，并且使用寿命长，运转精确度高；
2、本发明制备的高强度碳化硅钢球，其工艺简单，生产耗能低，无“三废”产生，环保性高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅20份、铬1份、氮化硼3份、铁10份、钼2份、锰钢30份、镍5份、钛6份、磷2份、硫2份。
其工艺流程为：
S1、熔融，按重量百分比，选取碳化硅20份、铬1份、氮化硼3份、铁10份、钼2份、锰钢30份、镍5份、钛6份、磷2份、硫2份，随后将原料置于熔炼炉内加热熔融，使得各种原料搅拌混合均匀；
S2、模锻成球，将熔融的原料置入成型模具中，直至原料冷却成型，获得粗胚钢球；
S3、打磨，将粗胚钢球取出并进行表面打磨处理得到半成品钢球；
S4、二次加热，对半成品钢球加热炉加热，并保温；
S5、高温淬火，将二次加热后的半成品钢球自然冷却，然后将其放入淬火液中进行滚动式淬火；
S6、机油回火，将淬火后的钢球放进机油中进行回火；
S7、检测成品，回火后的钢球进行质量检测后即为成品。
实施例2
高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅23份、铬1.3份、氮化硼3.5份、铁12份、钼2.2份、锰钢33份、镍5.5份、钛6.5份、磷2.2份、硫2.2份。
其工艺流程为：
S1、熔融，按重量百分比，选取碳化硅23份、铬1.3份、氮化硼3.5份、铁12份、钼2.2份、锰钢33份、镍5.5份、钛6.5份、磷2.2份、硫2.2份，随后将原料置于熔炼炉内加热熔融，使得各种原料搅拌混合均匀；
S2、模锻成球，将熔融的原料置入成型模具中，直至原料冷却成型，获得粗胚钢球；
S3、打磨，将粗胚钢球取出并进行表面打磨处理得到半成品钢球；
S4、二次加热，对半成品钢球加热炉加热，并保温；
S5、高温淬火，将二次加热后的半成品钢球自然冷却，然后将其放入淬火液中进行滚动式淬火；
S6、机油回火，将淬火后的钢球放进机油中进行回火；
S7、检测成品，回火后的钢球进行质量检测后即为成品。
实施例3
高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅25份、铬1.5份、氮化硼4份、铁15份、钼2.5份、锰钢35份、镍6.5份、钛7份、磷2.5份、硫2.5份。
其工艺流程为：
S1、熔融，按重量百分比，选取碳化硅25份、铬1.5份、氮化硼4份、铁15份、钼2.5份、锰钢35份、镍6.5份、钛7份、磷2.5份、硫2.5份，随后将原料置于熔炼炉内加热熔融，使得各种原料搅拌混合均匀；
S2、模锻成球，将熔融的原料置入成型模具中，直至原料冷却成型，获得粗胚钢球；
S3、打磨，将粗胚钢球取出并进行表面打磨处理得到半成品钢球；
S4、二次加热，对半成品钢球加热炉加热，并保温；
S5、高温淬火，将二次加热后的半成品钢球自然冷却，然后将其放入淬火液中进行滚动式淬火；
S6、机油回火，将淬火后的钢球放进机油中进行回火；
S7、检测成品，回火后的钢球进行质量检测后即为成品。
实施例4
高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅28份、铬1.7份、氮化硼4.5份、铁18份、钼2.8份、锰钢37份、镍7份、钛7.5份、磷2.8份、硫2.8份。
其工艺流程为：
S1、熔融，按重量百分比，选取碳化硅28份、铬1.7份、氮化硼4.5份、铁18份、钼2.8份、锰钢37份、镍7份、钛7.5份、磷2.8份、硫2.8份，随后将原料置于熔炼炉内加热熔融，使得各种原料搅拌混合均匀；
S2、模锻成球，将熔融的原料置入成型模具中，直至原料冷却成型，获得粗胚钢球；
S3、打磨，将粗胚钢球取出并进行表面打磨处理得到半成品钢球；
S4、二次加热，对半成品钢球加热炉加热，并保温；
S5、高温淬火，将二次加热后的半成品钢球自然冷却，然后将其放入淬火液中进行滚动式淬火；
S6、机油回火，将淬火后的钢球放进机油中进行回火；
S7、检测成品，回火后的钢球进行质量检测后即为成品。
实施例5
高强度碳化硅钢球包括以下重量份的原料：碳化硅30份、铬2份、氮化硼5份、铁20份、钼3份、锰钢40份、镍8份、钛8份、磷3份、硫3份。
其工艺流程为：
S1、熔融，按重量百分比，选取碳化硅30份、铬2份、氮化硼5份、铁20份、钼3份、锰钢40份、镍8份、钛8份、磷3份、硫3份，随后将原料置于熔炼炉内加热熔融，使得各种原料搅拌混合均匀；
S2、模锻成球，将熔融的原料置入成型模具中，直至原料冷却成型，获得粗胚钢球；
S3、打磨，将粗胚钢球取出并进行表面打磨处理得到半成品钢球；
S4、二次加热，对半成品钢球加热炉加热，并保温；
S5、高温淬火，将二次加热后的半成品钢球自然冷却，然后将其放入淬火液中进行滚动式淬火；
S6、机油回火，将淬火后的钢球放进机油中进行回火；
S7、检测成品，回火后的钢球进行质量检测后即为成品。
本发明制备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，并且使用寿命长，运转精确度高，并且工艺简单，生产耗能低，无“三废”产生，环保性高。
为了检验本发明中高强度碳化硅钢球机械性能的效果，将本发明采用多个实施例生产的高强度碳化硅钢球制成的轴承放入同种设备内运转，并且运转条件相同，运转时间为20H。
使用本方案制备
抗折强度(MPa)
洛氏硬度(HRC)
抗压强度(MPa)
光滑度
实施例1
2.35
73
4.12
93％
实施例2
2.18
76
3.89
95％
实施例3
3.89
80
4.69
98％
实施例4
3.16
75
4.31
96％
实施例5
2.85
74
3.58
90％
由上述实验数据可知，采用实施例3的高强度碳化硅钢球抗折强度高、洛氏硬度高、抗压强度高以及耐磨性强，具有良好的应用前景。
以上对本发明的5个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
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