本發(fā)明涉及船舶混合金屬磨料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船舶分段噴砂磨料及其制作方法。
背景技術(shù)：
自2008年7月1日開始執(zhí)行的新涂層保護(hù)性標(biāo)準(zhǔn)(PSPC)對(duì)分段噴砂質(zhì)量提出了更高的要求，而噴砂用金屬磨料的好壞將直接影響到涂裝質(zhì)量、噴砂效率、油漆、動(dòng)能、磨料的消耗等質(zhì)量和成本因素。
PSPC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)涂裝前的表面清理質(zhì)量包括粗糙度和鹽分值提出了更高的要求，要求表面粗糙度為30-75um，鹽分值≤50mg/m2，清理等級(jí)達(dá)到Sa2.5級(jí)以上。Sa2.5級(jí)清理等級(jí)要求工件表面不可見油膩、污垢、氧化皮、銹皮、油漆、氧化物、腐蝕物和其他外來物質(zhì)，傳統(tǒng)的金屬磨料，在拋打船舶件的鋼板表面時(shí)，難以同時(shí)達(dá)到表面粗糙度、清理等級(jí)和鹽分值等級(jí)的要求。其主要原因是傳統(tǒng)的金屬磨料內(nèi)部組織缺陷較多，易破碎，使用壽命短。
傳統(tǒng)金屬磨料采用高碳鋼丸，由于高碳鋼丸含碳量高，生產(chǎn)的過程中容易出現(xiàn)縮松、裂紋、空心等缺陷，而且這些缺陷是無法避免的。當(dāng)這樣的鋼丸在使用的時(shí)候，很容易在缺陷處產(chǎn)生裂紋，裂紋一旦產(chǎn)生會(huì)使鋼丸迅速破碎。而破碎的鋼丸在繼續(xù)拋打的過程中就會(huì)產(chǎn)生粉塵，粉塵量大使鋼板的表面清理等級(jí)達(dá)不到要求。如果只使用鋼丸清理，無法達(dá)到要求的表面粗糙度和鹽分值等級(jí)。若只使用鋼砂清理，在清理等級(jí)上達(dá)不到要求的等級(jí)，而且鋼砂的流動(dòng)性差，對(duì)機(jī)器的磨損較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種船舶分段噴砂磨料及其制作方法，解決傳統(tǒng)的金屬磨料難以同時(shí)達(dá)到PSPC規(guī)定的表面粗糙度、清理等級(jí)和鹽分值等級(jí)的要求的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提供一種船舶分段涂裝噴砂磨料，由以下重量份的原料混合而成：10-30份鋼砂G18、30-50份鋼砂G25、10-30份鋼砂G40和10-30份鋼丸S390；所述鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40或鋼丸S390均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵。
一種船舶分段涂裝噴砂磨料的制作方法，包括以下步驟：
步驟1：制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40：
a、熔煉：將以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料投入電弧爐或中頻感應(yīng)爐在熔煉溫度下熔煉：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵；
b、造粒：將熔煉得到的產(chǎn)物采用離心造粒成型；
c、烘干：將造粒成型后的產(chǎn)物放入烘干爐內(nèi)烘干；
d、粗分：將烘干后的產(chǎn)物放入篩網(wǎng)上篩選粒度均勻的產(chǎn)物；
e、二次淬火：將粗分得到的產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻，再將產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻；
f、破碎：將二次淬火得到的產(chǎn)物進(jìn)行破碎得到鋼砂；
g、回火：將得到的鋼砂加熱到回火溫度，保溫，在空氣中冷卻；
h、精篩：選用篩網(wǎng)直徑為1.0-1.2mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G18；
選用篩網(wǎng)直徑為0.8-1.0mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G25；
選用篩網(wǎng)直徑為0.6-0.8mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G40；
制備鋼丸S390：
a、熔煉：將以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料投入電弧爐或中頻感應(yīng)爐在熔煉溫度下熔煉：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵；
b、造粒：將熔煉得到的產(chǎn)物采用離心造粒成型；
c、烘干：將造粒成型后的產(chǎn)物放入烘干爐內(nèi)烘干；
d、粗分：將烘干后的產(chǎn)物放入篩網(wǎng)上篩選出粒度均勻的產(chǎn)物；
e、二次淬火：將粗分得到的產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻，再將產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻；
f、回火：將得到的產(chǎn)物加熱到回火溫度，保溫，在空氣中冷卻；
g、精篩：選用篩網(wǎng)直徑為0.6-0.8mm的篩將回火得到的鋼丸分選出來，得
到鋼丸S390；
步驟2：將步驟1中經(jīng)精篩得到的鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40和鋼丸S390按照比例混合，得到所述船舶分段涂裝噴砂磨料。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明涉及的船舶分段涂裝噴砂磨料的原料中降低了碳的含量，降低了磨料整體的脆性，改善了磨料的韌性，降低了磨料的破碎和磨損度，從而使磨料不再是一打就碎，而是慢慢磨圓磨小，減少破碎的灰塵顆粒物；本發(fā)明涉及的船舶分段涂裝噴砂磨料的原料中硫、磷含量減少，從而降低了磨料的熱脆性和冷脆性，使磨料的整體耐磨性增強(qiáng)，降低了破碎率；將不同粒度的鋼砂和鋼丸混合使用，大大提高了鋼丸的疲勞壽命，壽命延長(zhǎng)15％-25％，減少磨料消耗和資源消耗，大大降低了粉塵污染對(duì)環(huán)境的破壞；使磨料表面粗糙度為30-75um，鹽分值≤50mg/m2，清理等級(jí)達(dá)到Sa2.5級(jí)以上。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式予以說明。
本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：提供一種船舶分段涂裝噴砂磨料，由不同粒度的鋼砂和鋼丸按比例混合而成，所述鋼砂和鋼丸均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵。
本發(fā)明提供一種船舶分段涂裝噴砂磨料，由以下重量份的原料混合而成：10-30份鋼砂G18、30-50份鋼砂G25、10-30份鋼砂G40和10-30份鋼丸S390；所述鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40或鋼丸S390均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵。
一種船舶分段涂裝噴砂磨料的制作方法，包括以下步驟：
步驟1：制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40：
a、熔煉：將以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料投入電弧爐或中頻感應(yīng)爐在熔煉溫度下熔煉：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵；
b、造粒：將熔煉得到的產(chǎn)物采用離心造粒成型；
c、烘干：將造粒成型后的產(chǎn)物放入烘干爐內(nèi)烘干；
d、粗分：將烘干后的產(chǎn)物放入篩網(wǎng)上篩選粒度均勻的產(chǎn)物；
e、二次淬火：將粗分得到的產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻，再將產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻；
f、破碎：將二次淬火得到的產(chǎn)物進(jìn)行破碎得到鋼砂；
g、回火：將得到的鋼砂加熱到回火溫度，保溫，在空氣中冷卻；
h、精篩：選用篩網(wǎng)直徑為1.0-1.2mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G18；
選用篩網(wǎng)直徑為0.8-1.0mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G25；
選用篩網(wǎng)直徑為0.6-0.8mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G40；
制備鋼丸S390：
a、熔煉：將以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料投入電弧爐或中頻感應(yīng)爐在熔煉溫度下熔煉：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵；
b、造粒：將熔煉得到的產(chǎn)物采用離心造粒成型；
c、烘干：將造粒成型后的產(chǎn)物放入烘干爐內(nèi)烘干；
d、粗分：將烘干后的產(chǎn)物放入篩網(wǎng)上篩選出粒度均勻的產(chǎn)物；
e、二次淬火：將粗分得到的產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻，再將產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻；
f、回火：將得到的產(chǎn)物加熱到回火溫度，保溫，在空氣中冷卻；
g、精篩：選用篩網(wǎng)直徑為0.6-0.8mm的篩將回火得到的鋼丸分選出來，得
到鋼丸S390；
步驟2：將步驟1中經(jīng)精篩得到的鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40和鋼丸S390按照比例混合，得到所述船舶分段涂裝噴砂磨料。
從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明涉及的船舶分段涂裝噴砂磨料的原料中降低了碳的含量，降低了磨料整體的脆性，改善了磨料的韌性，降低了磨料的破碎和磨損度，從而使磨料不再是一打就碎，而是慢慢磨圓磨小，減少破碎的灰塵顆粒物；本發(fā)明涉及的船舶分段涂裝噴砂磨料的原料中硫、磷含量減少，從而降低了磨料的熱脆性和冷脆性，使磨料的整體耐磨性增強(qiáng)，降低了破碎率；將不同粒度的鋼砂和鋼丸混合使用，大大提高了鋼丸的疲勞壽命，壽命延長(zhǎng)15％-25％，減少磨料消耗和資源消耗，大大降低了粉塵污染對(duì)環(huán)境的破壞；使磨料表面粗糙度為30-75um，鹽分值≤50mg/m2，清理等級(jí)達(dá)到Sa2.5級(jí)以上。
進(jìn)一步的，由以下重量份的原料制作而成：20份鋼砂G18、40份鋼砂G25、20份鋼砂G40和20份鋼丸S390。
由上述描述可知，進(jìn)一步優(yōu)選磨料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，使制得的磨料具有更高的韌性、耐沖擊性和耐磨性。
進(jìn)一步的，一種船舶分段涂裝噴砂磨料的制作方法，所述步驟1中制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40的熔煉步驟中熔煉溫度為1550-1650℃；所述步驟1中制備鋼丸S390的熔煉步驟中熔煉溫度為1550-1650℃。
由上述描述可知，優(yōu)選鋼砂和鋼丸熔煉步驟的熔煉溫度，達(dá)到更加的熔煉效果。
進(jìn)一步的，一種船舶分段涂裝噴砂磨料的制作方法，所述步驟1中制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40的二次淬火步驟中的淬火溫度為750-850℃，保溫時(shí)間為15-40min；所述步驟1中制備鋼丸S390的二次淬火步驟中的淬火溫度為850-950℃，保溫時(shí)間為15-40min。
由上述描述可知，優(yōu)選鋼砂和鋼丸的二次淬火的條件，使經(jīng)過二次淬火后的磨料壽命提高20％。
進(jìn)一步的，所述步驟1中制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40的回火步驟中的回火溫度為350-450℃，保溫時(shí)間為60-80min；所述步驟1中制備鋼丸S390的回火步驟中的回火溫度為180-260℃，保溫時(shí)間為60-80min。
由上述描述可知，優(yōu)選鋼砂和鋼丸的回火條件，使制得的磨料具有更高的耐磨性。
實(shí)施例
一種船舶分段涂裝噴砂磨料，由以下重量份的原料混合而成：20份鋼砂G18、40份鋼砂G25、20份鋼砂G40和20份鋼丸S390；所述鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40或鋼丸S390均由以下成分制成：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵。
一種船舶分段涂裝噴砂磨料的制作方法，包括以下步驟：
步驟1：制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40：
a、熔煉：將以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料投入電弧爐或中頻感應(yīng)爐在熔煉溫度下熔煉：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵；
b、造粒：將熔煉得到的產(chǎn)物采用離心造粒成型；
c、烘干：將造粒成型后的產(chǎn)物放入烘干爐內(nèi)烘干；
d、粗分：將烘干后的產(chǎn)物放入篩網(wǎng)上篩選粒度均勻的產(chǎn)物；
e、二次淬火：將粗分得到的產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻，再將產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻；
f、破碎：將二次淬火得到的產(chǎn)物進(jìn)行破碎得到鋼砂；
g、回火：將得到的鋼砂加熱到回火溫度，保溫，在空氣中冷卻；
h、精篩：選用篩網(wǎng)直徑為1.0-1.2mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G18；
選用篩網(wǎng)直徑為0.8-1.0mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G25；
選用篩網(wǎng)直徑為0.6-0.8mm的篩將回火得到的鋼砂分選出來，得到鋼砂G40；
制備鋼丸S390：
a、熔煉：將以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料投入電弧爐或中頻感應(yīng)爐在熔煉溫度下熔煉：碳0.40-0.70％，錳0.60-1.20％，硅0.60-1.20％，硫≤0.030％，磷≤0.030％，其余為鐵；
b、造粒：將熔煉得到的產(chǎn)物采用離心造粒成型；
c、烘干：將造粒成型后的產(chǎn)物放入烘干爐內(nèi)烘干；
d、粗分：將烘干后的產(chǎn)物放入篩網(wǎng)上篩選出粒度均勻的產(chǎn)物；
e、二次淬火：將粗分得到的產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻，再將產(chǎn)物加熱到淬火溫度，保溫，放入水中冷卻；
f、回火：將得到的產(chǎn)物加熱到回火溫度，保溫，在空氣中冷卻；
g、精篩：選用篩網(wǎng)直徑為0.6-0.8mm的篩將回火得到的鋼丸分選出來，得
到鋼丸S390；
步驟2：將步驟1中經(jīng)精篩得到的鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40和鋼丸S390按照比例混合，得到所述船舶分段涂裝噴砂磨料。
所述步驟1中制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40的熔煉步驟中熔煉溫度為1550-1650℃；所述步驟1中制備鋼丸S390的熔煉步驟中熔煉溫度為1550-1650℃。
所述步驟1中制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40的二次淬火步驟中的淬火溫度為750-850℃，保溫時(shí)間為15-40min；所述步驟1中制備鋼丸S390的二次淬火步驟中的淬火溫度為850-950℃，保溫時(shí)間為15-40min。
所述步驟1中制備鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40的回火步驟中的回火溫度為350-450℃，保溫時(shí)間為60-80min；所述步驟1中制備鋼丸S390的回火步驟中的回火溫度為180-260℃，保溫時(shí)間為60-80min。
所述鋼砂、鋼丸的相關(guān)技術(shù)要求如下：
1)磨料的選型配比：鋼砂G18為20％、鋼砂G25為40％、鋼砂G40為20％、鋼丸S390為20％；
2)磨料的粒度范圍：鋼砂G18為1.0-1.2mm、鋼砂G25為0.8-1.0mm、鋼砂G40為0.6-0.8mm、鋼丸S390為1.0-1.2mm；
3)磨料的化學(xué)成分配比：碳0.40-0.70％、錳0.60-1.20％、硅0.60-1.00％、硫≤0.030、磷≤0.030；
4)磨料的物理性能：鋼丸硬度HRC為42-48，鋼砂硬度HRC為54-60，鋼丸密度≥7.2g/cm3，鋼砂密度≥7.4g/cm3，鋼丸、鋼砂的粒度均符合美國SAE-J444標(biāo)準(zhǔn)，鋼丸、鋼砂的金相組織為回火馬氏體+貝氏體的復(fù)相組織。
表1為單一磨料與本發(fā)明涉及的配比磨料的各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比：
從表1中看出，配比磨料中碳、硫、磷含量少于單一磨料，配比磨料的平均硬度高于單一磨料，配比磨料的循環(huán)壽命高于單一磨料；配比磨料較單一磨料平均消耗量降低，清理速度更快，覆蓋度更大，降低了對(duì)環(huán)境的污染；綜上所述，本發(fā)明涉及的配比磨料的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于單一磨料。
表1
綜上所述，本發(fā)明涉及的船舶分段涂裝噴砂磨料的原料中降低了碳的含量，降低了磨料整體的脆性，改善了磨料的韌性，降低了磨料的破碎和磨損度，從而使磨料不再是一打就碎，而是慢慢磨圓磨小，減少破碎的灰塵顆粒物；本發(fā)明涉及的船舶分段涂裝噴砂磨料的原料中硫、磷含量減少，從而降低了磨料的熱脆性和冷脆性，使磨料的整體耐磨性增強(qiáng)，降低了破碎率；將不同粒度的鋼砂和鋼丸混合使用，大大提高了鋼丸的疲勞壽命，壽命延長(zhǎng)15％-25％，減少磨料消耗和資源消耗，大大降低了粉塵污染對(duì)環(huán)境的破壞；使磨料表面粗糙度為30-75um，鹽分值≤50mg/m2，清理等級(jí)達(dá)到Sa2.5級(jí)以上。
進(jìn)一步優(yōu)選磨料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，使制得的磨料具有更高的韌性、耐沖擊性和耐磨性；所述鋼砂和鋼丸的制作過程中均經(jīng)過二次淬火處理，使經(jīng)過二次淬火后的磨料壽命提高；優(yōu)選鋼砂和鋼丸的二次淬火的條件，使經(jīng)過二次淬火后的磨料壽命提高20％；優(yōu)選鋼砂和鋼丸的回火條件，使制得的磨料具有更高的耐磨性；分別選用所需粒度范圍的篩對(duì)所得的鋼砂G18、鋼砂G25、鋼砂G40以及鋼丸S390進(jìn)行精篩，使得到的磨料大小均勻，從而提高涂裝噴砂的效率。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。