本文利用水射法生产钢丸,相关工艺参数如下:钢液各元素重量百分比为0.85-1.20%C、0.50-1.20%Si、0.60-1.20%Mn、≤0.035%S、≤0.035%P,钢水浇注温度为1550-1570℃,射水装置向上倾斜的角度约为10-15°,水流速度约为7m/s,金属液以大约2.8m/s的速度流出出液口。利用所生产的钢丸,研究钢丸的微观组织、统计分析钢丸的粒度及孔洞缺陷分布规律,理论分析钢丸缺陷的形成机理,并优化了钢丸的生产工艺。SEM检测结果表明,钢丸内孔洞可分为气孔和缩孔。通过统计发现,钢丸的粒径尺寸以小于2.5mm为主,随粒径的增大,空心率呈上升走势;随浇注时间的增加,钢丸空心率也明显高于浇注初期。浇注过程中,金属液滴在水流的冲击作用下,由表及里迅速的冷却,当液滴内部的金属液不足以补充钢丸的液态收缩和凝固收缩时,就会产生或大或小的孔洞。液滴在水流的冲击下,会产生旋转,使液滴表面各部分都与水流充分的接触,使得液滴表面温度均衡,则液滴由表及里的凝固速度均衡,这样液体收缩和凝固收缩就会使钢丸中心部位出现一个或几个相对较大的孔洞,也就是缩孔。由于并不是每一个金属液滴都能与水流充分接触,接触不充分的液滴内部会形成温度梯+度,液滴各部分由表及里的凝固速度不尽相同,就容易形成较多小的孔洞,或分散分布,或连成一片,这就是缩松。根据钢丸缺陷的形成机理,本文对水流与金属液流的取向关系、金属液出口截面形状、出水装置等进行了优化,以获得更佳生产效果。经企业实践证明,通过对以上几个方面的优化,可有效减少钢丸缺陷的发生率,显著提高经济效益。