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0Cr18Ni9不锈钢钢球的开发
原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1
本文章共3413字，分3页，当前第1页，快速翻页：
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钢球是重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用。在一些特殊条件下，常常需要特殊材质的钢球，来完成不同环境下所要求达到的功能。其实一些特殊材质钢球已广泛应用于国民经济各个领域中，包括9Cr18、3Cr13不锈钢，铜、铝、钛合金钢以及玛瑙、玻璃、陶瓷球等。它们的推广应用，不仅推动了钢球生产业的发展，而且也促进了相关行业的技术发展和科技进步。下面笔者着重谈一下特殊材质--0Cr18Ni9钢球的开发过程及成果。
一、事由
国内一家大型外商独资企业，其主要电器产品中的转动零件采用的材料就是0Cr18Ni9，此种材料钢球原为国外进口，且价格较高。该公司经过对我公司多次考察认为，我公司是国内生产钢球较早的厂家之一，具有多年的生产管理经验，生产加工工艺、质量管理能达到他们的要求，因此双方签订了供货协议。
二、对材料特殊性的分析
0Cr18Ni9材质化学成份如下：
1、镍及镍合金的物理性能
呈银白色，抛光后能长期保持美丽的光泽，比重8.9，晶格呈面心立方。
2、化学性能
铬、镍两元素相配合组成铬镍不锈钢，是一种较好的不锈钢。在此种不锈钢中加入大量镍是为了得到单一的奥氏体组织，从而提高其耐蚀性和工艺性。在常温和低温下有很强的塑性和韧性，不具磁性，有较好的抗晶间腐蚀性能。
（1）铬对不锈钢的耐蚀性能起主要作用
铬是决定不锈钢抗腐蚀性能的主要元素，因为钢中含铬就能使不锈钢在氧化介质中产生钝化现象，即在表面形成一层很薄的膜，在这层膜内富集了铬。钢中含铬量愈高，抗腐蚀性能就愈强。此外，铬对钢的机械性能和工艺性能都能起到很好的强化作用。
（2）镍对不锈钢的影响
只有在它与铬配合时才能充分表现出来。镍是形成奥氏体的合金元素，当镍与铬配合使用时，即可使金相组织由单相的铁素体变为奥氏体和铁素体双相组织，经过热处理，可以提高强度，从而使其具有更强的不锈耐蚀性和良好的形变性能。
2、杂质对性能的影响
当含碳量介于0.1%~0.3%之间时，在退火后，碳将以石墨状态在晶格间界上析出，破坏了晶粒间的结合力，强烈地降低镍的强度和塑性，使加工变形产生困难。
另外碳与铬有很强的亲合力，能形成一系列碳化物。钢中的含碳量愈高，形成的碳化铬愈多，固溶体中含铬量就相对减少，钢的耐腐蚀性能就会降低。
硫是有害的杂质，硫与镍形成Ni3S2化合物，Ni3S2与镍在625℃形成低熔点共晶，分布在晶粒间界上，当热变形温度超过共晶熔点时，即沿晶粒间界开裂，产生所谓"热脆"现象。镍在常温时与硫生成的Ni3S2能引起冷脆。
三、钢球规格及精度要求为：
用户对此球提出如下要求：球表面无划伤、麻坑、裂纹，不能出现任何锈蚀，表现粗糙度要求较高。
四、0Cr18Ni9钢球与轴承钢钢球加工工艺对比
前面分析了0Cr18Ni9材质的有关性能，由于Cr、Ni元素具有抗耐磨性、抗氧化性能和较高的强度等特性，相对于轴承钢而言，在加工中显得既"硬"又"粘"，故增大了此种钢球加工的难度。经过我们反复试验加工，制订出了比较可行的工艺流程，对比如下：
轴承钢钢球：
原材料检查-高速冷镦-锉削-光球-硬磨-热处理-初研-清洗-目检-精研-检查-上油包装
0Cr18Ni9钢球：
原材料检查-高速冷镦-光球-研磨-清洗-提光-酸洗-清洗-分选-目检-检查-包装
该工艺最可取也是最成功之处在于研磨工序，它包括了硬精、初研以及精研提光三道工序为一体，从而节省了机床多台配置、工装重复加工，缩短了物流时间，减轻了员工装卸车的劳动强度，大大提高了研磨效率，为使钢球达到成品技术要求提供了保障。
五、主要加工工序技术参数的确定
1、钢球总留量
3m和1/8〃钢球冷镦加工为同一球坯，因考虑其原材料的特殊性，从而压缩钢球的总留量。
总留量：mm
轴承钢钢球 0.45±0.05
0Cr18Ni9钢球 0.35 0.05
我们精选了产自上海钢厂生产的0Cr18Ni9钢材，其总留量的压缩可使材料利用率提高9.2%。
2、高冷工艺参数及工装的确定
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