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鋼絲切丸的性能及其經(jīng)濟(jì)效益分析

文章出處：本站編輯：拋丸機(jī)發(fā)表時(shí)間：2015-09-19 16:03:49

采用鋼丸來(lái)代替白口鐵丸是降低拋丸設(shè)備易損件費(fèi)用的極為有效的辦法。在發(fā)達(dá)國(guó)家,白口鐵丸已幾乎被鋼丸取代了。近年來(lái)國(guó)內(nèi)也陸續(xù)出現(xiàn)了一些鋼丸生產(chǎn)廠(chǎng),其產(chǎn)品已經(jīng)在一些使用廠(chǎng)得到應(yīng)用,為了加速推廣應(yīng)用鋼丸,我們將對(duì)各種鋼丸的性能及其經(jīng)濟(jì)效益作一些側(cè)試和分析工作,供用戶(hù)選擇彈丸時(shí)參考。本文是低碳鋼絲切丸性能測(cè)試結(jié)果及其經(jīng)濟(jì)效益分析。

一、化學(xué)成分及機(jī)械性能：

各種彈丸的化學(xué)成分及機(jī)械性能如表1示。

表1 各種彈丸的化學(xué)成分及機(jī)械性能

二、金相組織：

各種彈丸的金相組織如圖1。

三、實(shí)驗(yàn)測(cè)試：

測(cè)試設(shè)備:Q3710拋丸滾簡(jiǎn)。測(cè)試用葉片:低鉻稀土白口鑄鐵葉片。

1.耗丸率和葉片磨損率的測(cè)試：

為使測(cè)出的數(shù)據(jù)可以互相比較，彈丸的拋射速度、所用的葉片材質(zhì)與工藝、被清理的鑄件和每次裝載量以及拋丸量必須相同。其中拋丸量最難控制。因?yàn)閽佂枇侩S著彈丸損耗而降低，而.且由于各種彈丸損耗快慢不同，拋丸量降低的速度也不同。為了保證在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中拋丸量基本相同，每隔1h測(cè)量一次拋丸量，視拋丸量降低的多少補(bǔ)充新彈丸。在補(bǔ)充之后，再測(cè)其拋丸量，盡量保證平均拋丸量在85kg/min左右。Q3110拋丸滾筒每分鐘轉(zhuǎn)3圈，由16只彈

圖1金相組織圖(400 X )

丸斗供丸，每次測(cè)量6斗彈丸重量，則拋丸量為(6斗彈丸重量x 48 x 1/G) g/min。表2是0.8~1.2白口鐵丸耗丸率及對(duì)同種葉片磨

耗率的影響。表3是功2x2低碳鋼絲切丸耗丸率

是0.8~1.2白口鐵丸耗丸率及對(duì)同種葉片磨耗率的影響。表3是功2x2低碳鋼絲切丸耗丸率及對(duì)同種葉片磨耗率的影響。表4是必2X2滲碳鋼絲切丸耗丸率及對(duì)同種葉片磨耗率的影響。

2.清理效果：

清理效果有不同的比較方法。對(duì)同一臺(tái)拋丸設(shè)備，在相同的拋丸量的條件下，可用單位時(shí)間清理好的鑄件數(shù)量來(lái)比較;也可對(duì)相同數(shù)量的鑄件進(jìn)行等時(shí)間的拋丸清理，通過(guò)觀察鑄件清理情況的差別來(lái)比較其清理效果的好壞。本實(shí)驗(yàn)采用后一種方法測(cè)試了上述三種彈丸對(duì)兩種鑄件清理效果的影響(表5)，每筒裝鑄件重250kg，拋九時(shí)間5min。

四、結(jié)果分析：

1、耗丸率：

白口鐵丸耗丸率最大，滲碳鋼絲之，低碳鋼絲切丸耗丸率最小。切丸次一般說(shuō)來(lái)，彈丸的損耗方式有三種，一是在葉輪內(nèi)與葉片的

相對(duì)滑動(dòng)和滾動(dòng)產(chǎn)生摩擦磨損，二是彈丸拋射到鑄件表面或筒壁時(shí)與之碰撞破碎，三是由于碰撞彈丸表面發(fā)生脆性剝落。白口鐵丸為針狀馬氏體及碳化物組織，脆性極大，最容易發(fā)生破碎。滲碳鋼絲切丸表層為針狀馬氏體，也很脆，但心部有少量鐵素體，稍軟一些，在與鑄件或筒壁碰撞過(guò)程中，脆的表層不斷發(fā)生脆性剝落。低碳鋼絲切丸為鐵素體和珠光體組織，韌性很好，不存在破碎和脆性剝落的問(wèn)題，只有摩擦磨損。彈丸的破碎損耗是最快的，脆性剝落損耗不如破碎損耗快，但要比純摩擦磨損快得多。因此，測(cè)試結(jié)果是符合實(shí)際的。

2、清理效果：

軟的低碳鋼絲切丸比硬的白口鐵丸好，這好象不符合一般公認(rèn)的常理，其實(shí)這并不矛盾。清理效果是由彈丸拋射到鑄件表面時(shí)對(duì)鑄件施加的動(dòng)能來(lái)決定的。在相同的拋射速度和拋射量條件下，無(wú)論用什么彈丸，單位時(shí)間內(nèi)拋射到鑄件表面的彈丸速度和質(zhì)量都和同，即施加到鑄件表面的總動(dòng)能相等。由于彈丸與鑄件碰撞時(shí)總要發(fā)生彈性和塑性變形，所以彈丸本身總要吸收一部分能量、而真正施加到鑄件表面的總動(dòng)能分別為發(fā)生彈性變形和塑性變形時(shí)所吸收的能量)。習(xí)慣上認(rèn)為硬彈丸的清理效果比軟彈丸好，就是因?yàn)榕鲎矔r(shí)硬彈丸的塑性變形比軟彈丸小，所吸收的功能就小，在相同的拋射速度及拋丸量條件下，所能施加到鑄件表面的總動(dòng)能就大。因此就認(rèn)為硬彈丸的清理效果必然比軟彈丸好。其實(shí)影響清理效果的因素除了E。外，單顆彈丸的動(dòng)能也是一個(gè)工要的影響因素。拋丸清理就是利用彈丸將鑄件表面的粘砂打掉。當(dāng)單顆彈丸動(dòng)能大于粘砂與鑄件表面的結(jié)合能量時(shí)，就容易打掉粘砂，清理效果就好，如果單顆彈丸的動(dòng)能不夠大時(shí)，即使拋射的彈丸數(shù)量很多，加起來(lái)的總動(dòng)能很大，也難以打掉粘砂，清理效果就差。

低碳鋼絲切丸的清理效果比白口鐵丸好，就是因?yàn)檫@種切丸不易破碎，而白口鐵丸則很快破碎，破碎后的白口鐵丸顆粒所共有的動(dòng)能總是比單顆低碳鋼絲切丸所具有的動(dòng)能小的多。至于彈性變形對(duì)E。的影響，由于彈性變形取決于材料的彈性模量E，而一般黑色金屬材料的E值相差不大，所以?xún)煞N彈丸的彈性變形相差也不大。低碳鋼絲切丸的塑性變形確實(shí)比白口鐵丸要大。但是，低碳袱有i性變形強(qiáng)化作用，所以在拋射時(shí)，只是在最初幾次碰撞過(guò)程中塑性變形大些，爾后塑性變形就n小甚至不再發(fā)生塑性變形，這時(shí)，兩種彈丸的塑性變形基本上一樣。由此分析得知，低碳鋼絲切丸的單顆彈丸動(dòng)能比白口鐵丸的;彈丸功能大得多，其清理效果無(wú)疑也要好。

3、滲碳鋼絲切丸：

滲碳鋼絲切丸耗丸率比低碳鋼絲切丸高1,72倍，由于價(jià)格高，費(fèi)用很商，沒(méi)有推廣應(yīng)用價(jià)值。

五、經(jīng)濟(jì)效益分析：

目前國(guó)內(nèi)絕大部分拋丸設(shè)備應(yīng)用的易損件是白口鐵丸、低鉻稀土白口鑄鐵葉片及護(hù)板和40Cr鋼葉輪。

按一班制每天實(shí)際工作4h計(jì)算每臺(tái)拋丸器年耗易損件費(fèi)用。

實(shí)際測(cè)試得知，用白口鐵丸作拋料時(shí)，耗丸率為13 kg/h，白口鐵丸平均價(jià)格為切。元/噸，低鉻稀土白口鑄鐵葉片重lkg，平均壽命

100h，低鉻稀土白口鑄鐵護(hù)板的消耗量約為葉片消耗量的4倍，葉片和護(hù)板的平均價(jià)格約3000元/噸s 40Cr鋼葉輪平均壽命400-r600h，約可使用半年，平均價(jià)格450元/只。這樣，用白口鐵丸作拋料時(shí)，每臺(tái)拋丸器年耗易損件費(fèi)用;13x305x 4 x400=1000+305x4

x1x8x(1+4)x 3000+100+1000+45px 2=8708(元/年)。

改用低碳鋼絲切丸后，耗丸率為1.36 kg/h平均價(jià)格1500元/噸，低鉻稀土白口鑄鐵葉片及護(hù)板消耗量為用白口鐵丸作耗料時(shí)的36,2%s 40Cr鋼葉輪的壽命至少提高一倍，可使用一年。即每臺(tái)拋丸器年耗易損件費(fèi)用:1。36 x 305 x 4 x 1500+1000+450+305 x 8x 4 x 1 x(1+4)x 3000 x 0,362+100+1000=3469(元/年)。

就是說(shuō)，用低碳鋼絲切丸代替白口鐵丸，每臺(tái)拋丸器一年可節(jié)約易損件費(fèi)用5239元。

六、結(jié)語(yǔ)：

測(cè)試結(jié)果證明，拋丸設(shè)備采用低碳鋼絲切丸作拋料比用白口鐵丸確有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)具有5 ~2 0臺(tái)拋丸器的中小型工廠(chǎng)，用這種切丸代替白口鐵丸每年可節(jié)約易損件費(fèi)用2.62~10.478萬(wàn)元。

測(cè)試還表明，至少對(duì)于小型鑄鋼件和鑄鐵件，低碳鋼絲切丸的清理效果優(yōu)于白口鐵丸。對(duì)于大型鑄件，還要作進(jìn)一步的清理效果測(cè)試工作。

這種切丸是利用廢舊鋼絲切割而成，資源豐富，價(jià)格便宜，而且能充分利用廢物，變廢為寶，實(shí)在是一種值得大力推廣應(yīng)用的拋丸設(shè)備用彈丸。

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