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鋼絲切丸的性能及其經(jīng)濟效益分析
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編輯：拋丸機發(fā)表時間：2015-09-19 16:03:49
采用鋼丸來代替白口鐵丸是降低拋丸設(shè)備易損件費用的極為有效的辦法。在發(fā)達國家,白口鐵丸已幾乎被鋼丸取代了。近年來國內(nèi)也陸續(xù)出現(xiàn)了一些鋼丸生產(chǎn)廠,其產(chǎn)品已經(jīng)在一些使用廠得到應(yīng)用,為了加速推廣應(yīng)用鋼丸,我們將對各種鋼丸的性能及其經(jīng)濟效益作一些側(cè)試和分析工作,供用戶選擇彈丸時參考。本文是低碳鋼絲切丸性能測試結(jié)果及其經(jīng)濟效益分析。
一、化學(xué)成分及機械性能：
各種彈丸的化學(xué)成分及機械性能如表1示。
表1 各種彈丸的化學(xué)成分及機械性能
二、金相組織：
各種彈丸的金相組織如圖1。
三、實驗測試：
測試設(shè)備:Q3710拋丸滾簡。測試用葉片:低鉻稀土白口鑄鐵葉片。
1.耗丸率和葉片磨損率的測試：
為使測出的數(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。因為拋丸量隨著彈丸損耗而降低，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。為了保證在整個測試過程中拋丸量基本相同，每隔1h測量一次拋丸量，視拋丸量降低的多少補充新彈丸。在補充之后，再測其拋丸量，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
丸斗供丸，每次測量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。對同一臺拋丸設(shè)備，在相同的拋丸量的條件下，可用單位時間清理好的鑄件數(shù)量來比較;也可對相同數(shù)量的鑄件進行等時間的拋丸清理，通過觀察鑄件清理情況的差別來比較其清理效果的好壞。本實驗采用后一種方法測試了上述三種彈丸對兩種鑄件清理效果的影響(表5)，每筒裝鑄件重250kg，拋九時間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。切丸次一般說來，彈丸的損耗方式有三種，一是在葉輪內(nèi)與葉片的
相對滑動和滾動產(chǎn)生摩擦磨損，二是彈丸拋射到鑄件表面或筒壁時與之碰撞破碎，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，測試結(jié)果是符合實際的。
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，其實這并不矛盾。清理效果是由彈丸拋射到鑄件表面時對鑄件施加的動能來決定的。在相同的拋射速度和拋射量條件下，無論用什么彈丸，單位時間內(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能相等。由于彈丸與鑄件碰撞時總要發(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能分別為發(fā)生彈性變形和塑性變形時所吸收的能量)。習(xí)慣上認(rèn)為硬彈丸的清理效果比軟彈丸好，就是因為碰撞時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。其實影響清理效果的因素除了E。外，單顆彈丸的動能也是一個工要的影響因素。拋丸清理就是利用彈丸將鑄件表面的粘砂打掉。當(dāng)單顆彈丸動能大于粘砂與鑄件表面的結(jié)合能量時，就容易打掉粘砂，清理效果就好，如果單顆彈丸的動能不夠大時，即使拋射的彈丸數(shù)量很多，加起來的總動能很大，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，就是因為這種切丸不易破碎，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能總是比單顆低碳鋼絲切丸所具有的動能小的多。至于彈性變形對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，所以兩種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比白口鐵丸要大。但是，低碳袱有i性變形強化作用，所以在拋射時，只是在最初幾次碰撞過程中塑性變形大些，爾后塑性變形就n小甚至不再發(fā)生塑性變形，這時，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能比白口鐵丸的;彈丸功能大得多，其清理效果無疑也要好。
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，由于價格高，費用很商，沒有推廣應(yīng)用價值。
五、經(jīng)濟效益分析：
目前國內(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板和40Cr鋼葉輪。
按一班制每天實際工作4h計算每臺拋丸器年耗易損件費用。
實際測試得知，用白口鐵丸作拋料時，耗丸率為13 kg/h，白口鐵丸平均價格為切。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板的消耗量約為葉片消耗量的4倍，葉片和護板的平均價格約3000元/噸s 40Cr鋼葉輪平均壽命400-r600h，約可使用半年，平均價格450元/只。這樣，用白口鐵丸作拋料時，每臺拋丸器年耗易損件費用;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平均價格1500元/噸，低鉻稀土白口鑄鐵葉片及護板消耗量為用白口鐵丸作耗料時的36,2%s 40Cr鋼葉輪的壽命至少提高一倍，可使用一年。即每臺拋丸器年耗易損件費用: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，用低碳鋼絲切丸代替白口鐵丸，每臺拋丸器一年可節(jié)約易損件費用5239元。
六、結(jié)語：
測試結(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)濟效益。一個具有5 ~2 0臺拋丸器的中小型工廠，用這種切丸代替白口鐵丸每年可節(jié)約易損件費用2.62~10.478萬元。
測試還表明，至少對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。對于大型鑄件，還要作進一步的清理效果測試工作。
這種切丸是利用廢舊鋼絲切割而成，資源豐富，價格便宜，而且能充分利用廢物，變廢為寶，實在是一種值得大力推廣應(yīng)用的拋丸設(shè)備用彈丸。
本文來源青島華盛泰拋丸機：http://61772.cn/news/1204.html
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