CN102560229A

CN102560229A - 一种低铬多元合金铸及其制备方法

Info

Publication number: CN102560229A
Application number: CN2011104247404A
Authority: CN
Inventors: 陈正余; 崔应武; 李卫诚
Original assignee: TONGLING MIRROR IRON PLANT
Current assignee: XUZHOU NAILI MACROMOLECULE TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2011-12-17
Filing date: 2011-12-17
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-17
Also published as: CN102560229B

Abstract

本发明公开了低铬多元合金铸球，所述低铬多元合金铸球中含有下列化学成分，各成分的重量百分比为：碳：1.4-2.5%，硅：0.75-0.82%，锰：0.46-0.9%，鉻：2.0-2.8%，磷：≤0.02%，硫≤0.02%，铜：0.04-0.05%钼：0.02-0.03%，镍：0.02-0.03%，钨：0.01-0.02%，复合重稀土球化剂：0.13-0.15%，余量为铁。将铸态低铬多元合金铸球加热至950—1000℃，并保温2-3小时后进行油冷处理，待低铬多元合金铸球表面温度降到250℃以下时，产品离开油池，终止油冷，并将产品放入回火炉进行回火处理。本发明解决了低铬多元合金铸球铸态使用质量欠佳问题，而且产品无裂纹，提高了硬度、韧性、抗疲劳冲击寿命，消耗下降，碎球率低，为国家节约大量的铬合金资源，也为用户降低了运行成本。

Description

一种低铬多元合金铸及其制备方法

技术领域：

本发明涉及铬合金铸钢及铬合金铸铁淬火的热处理工艺，尤其涉及一种低铬多元合金铸球及其淬火热处理工艺。

技术背景：

铬合金铸球是广泛应用于水泥、火电、磁粉、选矿等粉体工程的一种研磨介质，为了提高铬合金铸球、铸段的硬度、韧性、耐蚀等综合机械性能，降低在使用中的消耗，各生产企业及科研单位均在不但地探索和研发新工艺，因此选择合适的热处理工艺是提高铬合金铸球、铸段的关键。

目前，国内外生产的铬系合金铸球分为三种：高铬合金铸球、铸段，低铬合金铸球、铸段，低铬合金铸球、铸段。中国专利200410041736X公布了高铬合金铸球油淬工艺，通过该工艺处理后的高铬合金铸球、铸段，硬度高，但产品性能不稳定，且高铬合金铸球、铸段的合金含量高，成本高，铬资源消耗大；低铬合金铸球、铸段合金含量低，成本低，但产品硬度低，冲击韧性低，综合机械性能较差，用户使用成本高；低铬合金铸球、铸段成本适中，但目前国内外均只是对产品进行一次低温回火处理，铸态组织得不到改变，其硬度、韧性、抗磨损等综合机械性能均不够理想。为此，须寻求一种新的热处理技术，以提高低铬合金铸球、铸段的硬度、冲击韧性及综合机械性能、降低生产成本，节约合金资源。

发明内容：

本发明的目的是为了弥补已有缺陷的不足，提供了一种低铬多元合金铸球及其油淬热处理工艺，采用该工艺处理的低铬多元合金铸球其硬度高、韧性及综合性能好，性价比高，不仅为国家节约大量的铬合金资源，也为用户降低了运行成本。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种低铬多元合金铸球，其特征在于：所述低铬多元合金铸球中含有下列化学成分，各成分的重量百分比为：

碳：1.4-2.5％，硅：0.75-0.82％，锰：0.46-0.9％，鉻：2.0-2.8％，磷：≤0.02％，硫≤0.02％，铜：0.04-0.05％钼：0.02-0.03％，镍：0.02-0.03％，钨：0.01-0.02％，复合重稀土球化剂：0.13-0.15％，余量为铁。

所述的低铬多元合金铸球的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)首先将废钢在中频感应电炉中先行熔化，升温至1450-1550℃，再加入硅、锰、鉻、铜、钼、镍、钨合金达到所要求的化学成分，然后将复合重稀土球化剂放入铁水包，用铁水冲熔并静置5-8分钟，以对铁水进行变质及孕育处理，处理后的铁水使用铸造直读光谱仪侧定其化学元素含量，合格铁水则通过恒温浇铸装置浇注到磨球铸模中，冷却10-15分钟后开模，得到铸态低铬多元合金铸球；

(2)将刚从铸模中取出的铸态低铬多元合金铸球定量装入专用淬火框中，而后放于淬火炉内进行加热，加热至950-1000℃后，保温2小时-3小时；

(3)将加热保温后的低铬多元合金铸球倒进淬火摇床内，然后随淬火摇床沉入淬火油中，随着淬火摇床的上下运动和摇动，使铸球、铸段滚动自如，并不断搅拌油池；

(4)待高硬度低铬多元合金铸球表面温度降到240℃以下时，产品离开油池，终止油冷，并将产品倒进料筐中吊往台车炉中回火，回火温度500-600℃，回火时间6-10小时；

(5)回火结束后，将高硬度低铬多元合金铸球放入有机淬火液中，待高硬度低铬多元合金铸球表面温度降到140℃以下时，取出自然冷却，即可；

所述的有机淬火液由下列组分混合而成：N₄₆机械油55-65％，聚乙烯醇25-35％，10％ZFT淬火油复合添加剂。

所述的低铬多元合金铸球制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的淬火油为等温淬火油，淬火油在40℃时的运动粘度45-125mm²/s，闪点在180-230℃，油温控制在80-140℃。

为确保油淬低铬多元合金铸球的均匀性，本发明采用了专用工装和全工艺过程的自动化控制技术，严格控制炉内温度、各温区保温时间、油温、产品表面温度及淬火时间的最佳参数，使铸球、铸段在淬火时滚动自如，均匀冷却。采用了板式热交换器强冷方式，将油温控制在工艺允许范围内，而且配备了油质检测系统，保证了淬火油的最佳技术参数。

本发明的优点是：

1.采用本发明可实现低铬多元合金铸球油淬，解决了低铬多元合金铸球铸态使用质量欠佳问题。

2.采用本发明处理的低铬多元合金铸球各项技术指标均创下了新的世界先进水平，其中产品无裂纹，硬度达58-61HRC，落球冲击试验次数超过25000次，心部与表面硬度差≤2HRC。

3.采用本发明处理的低铬多元合金铸球质量指标与高铬合金铸球同等，但成本比高铬合金铸球低。

4.采用本发明处理的低铬多元合金铸球与现有公知的直接回火技术处理的低铬多元合金铸球相比，提高了硬度、韧性，抗疲劳冲击寿命提高，碎球率极低。

5.采用本发明处理的低铬多元合金铸球使用成本低，性价比高。

6.采用本发明适用于￠120以下的低铬多元合金铸球在油介质中淬火处理。

7.采用本发明适用于各种高温加热炉淬火处理。

具体实施方式：

一种低铬多元合金铸球，所述低铬多元合金铸球中含有下列化学成分，各成分的重量百分比为：

本低铬多元合金铸球的制备方法，具体包括如下步骤：

所述的有机淬火液由下列组分混合而成：N₄₆机械油60％，聚乙烯醇30％，10％ZFT淬火油复合添加剂。

步骤(3)所述的淬火油为等温淬火油，淬火油在40℃时的运动粘度45-125mm²/s，闪点在180-230℃，油温控制在80-140℃。

本发明工艺所制得的铸磨球的力学性能和抗磨性能大幅度提高，硬度稳定在HRc59-63，落球冲击试验次数超过20000次。与现行国家标准及行业标准相比，本发明磨球的鉻含量平均降低，而硬度、落球冲击疲劳次数均有很大的提高，破碎率降低50％，具体数据如表1。

表1

Claims

1.一种低铬多元合金铸球，其特征在于：所述低铬多元合金铸球中含有下列化学成分，各成分的重量百分比为：

碳：2.5-3.0%，硅：0.75-0.82%，锰： 0.46-0.9%，鉻：2.0-2.8%，磷：≤0.02%，硫≤0.02%，铜：0.04-0.05% 钼：0.02-0.03%，镍：0.02-0.03%，

钨：0.01-0.02%，复合重稀土球化剂：0.13-0.15%，余量为铁。

2.如权利要求1所述的低铬多元合金铸球的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）首先将废钢在中频感应电炉中先行熔化，升温至1450-1550℃，再加入硅、锰、鉻、铜、钼、镍、钨合金达到所要求的化学成分，然后将复合重稀土球化剂放入铁水包，用铁水冲熔并静置5-8分钟，以对铁水进行变质及孕育处理，处理后的铁水使用铸造直读光谱仪侧定其化学元素含量，合格铁水则通过恒温浇铸装置浇注到磨球铸模中，冷却10-15分钟后开模，得到铸态低铬多元合金铸球；

（2）将刚从铸模中取出的铸态低铬多元合金铸球定量装入专用淬火框中，而后放于淬火炉内进行加热, 加热至950-1000℃后，保温2小时-3小时；

（3）将加热保温后的低铬多元合金铸球倒进淬火摇床内，然后随淬火摇床沉入淬火油中，随着淬火摇床的上下运动和摇动，使铸球、铸段滚动自如，并不断搅拌油池；

（4）待高硬度低铬多元合金铸球表面温度降到240℃以下时，产品离开油池，终止油冷,并将产品倒进料筐中吊往台车炉中回火，回火温度500-600℃，回火时间6-10小时；

（5）回火结束后，将高硬度低铬多元合金铸球放入有机淬火液中，待高硬度低铬多元合金铸球表面温度降到140℃以下时，取出自然冷却，即可；

所述的有机淬火液由下列组分混合而成：N₄₆机械油55-65%，聚乙烯醇25-35%，10%ZFT淬火油复合添加剂。

3.根据权利要求1所述的低铬多元合金铸球制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的淬火油为等温淬火油，淬火油在40℃时的运动粘度45-125m㎡/s，闪点在180-230℃，油温控制在80-140℃。