CN104275449A - 一种混炼机刮板的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混炼机刮板的生产工艺，该工艺包括铸模准备、配料、熔炼、铸造和热处理，其中混炼机刮板组分及含量为：碳0.4-1，钨2.8-3.1，铬2.6-3.2，钼2.9-3.5，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁。本发明的混炼机刮板的生产工艺简单，生产效率高，所得产品强度和耐磨性高，易脱模，使用寿命长。

Description

一种混炼机刮板的生产工艺
技术领域
本发明涉及混炼机技术领域，尤其涉及一种混炼机刮板的生产工艺。
背景技术
耐磨材料是工业领域破碎和研磨设备中不可或缺的重要消耗性部件材料，其绝大部分通过铸造的方法生产，不仅消耗量大，且应用面广，调查显示2006年全国消耗在摩擦、磨损和润滑方面的资金为9500亿元，而由于磨损所造成的备件消耗费和设备维修费分别达283亿元和406亿元(2009年中国工程院咨询研究报告)。随着工业技术的进步，耐磨材料的服役工况越来越严酷。因此，研发高强韧、长寿命的铸造耐磨材料一直是国内外耐磨材料领域的热点和难点。常用的耐磨材料主要有合金钢和白口铸铁，前者强度高、韧性好，但存在硬度低和耐磨性差的不足，后者具有高硬度和优异的耐磨性，但含有较多脆性的碳化物，且基体含碳量高，铸造、热处理和使用过程中极易出现开裂现象。
耐火材料行业混炼机用于将几种不同种类、不同颗粒度的物料搅拌、混炼。在物料混炼过程中，物料在强制搅拌下既作圆周运动，又作上下翻转运动，以达到对物料混炼均匀的效果。混炼机的搅拌刮板用来将混炼机桶底和侧壁上的物料刮起，避免物料粘结在桶底和桶壁上，使其物料充分混合。目前，混炼机刮板材料多为各种市售耐磨钢，有的厂家用马氏体刚，但是，其耐磨性尤其是冲刷磨损工况的耐磨蚀性能还有待提高。另外，使用目前的高铬铸铁材料形成的铸件因用空淬工艺而显得淬透性有些不足，其中亚共晶和共晶高铬铸铁的硬度还较低，铸件使用的寿命有限。同时，现有的混炼机刮板生产工艺一般采用直接浇筑成型，这样生成的产品是直接附在模具上，容易造成产品不好脱模，会出现沾模的现象，给模具的清理带来了极大的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐磨，易脱模，使用寿命长，生产效率高的混炼机刮板的生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种混炼机刮板的生产工艺，包括以下步骤：
1）铸模准备：按照设计要求尺寸制备钢铸模，将钢铸模表面处理干净，然后将料浆均匀涂覆在处理后的钢铸模表面，干燥；
    按重量百分比计，所述浆料的组分和含量为钨9-57、镍4-10、铬6-15、硅1.5-4、碳2-5、硼1.5-4、稀土元素0.01-0.5，其余为Fe，按照所述成分比例均匀混合涂层粉末，将上述原料装入球磨桶内，加入8％饱和橡胶汽油溶液球磨混合即可制得浆料；
2）配料：按重量百分比计，混炼机刮板组分及含量为：碳0.4-1，钨2.8-3.1，铬2.6-3.2，钼2.9-3.5，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁，进行配料；
在碳钢的基础上，向钢中加入一定种类与数量的合金元素，可以提高钢的力学性能，获得某些特殊的物理、化学性能。合金元素与铁和碳的相互作用，以及合金元素间的相互作用，会导致钢中各组成相、组织、结构发生变化，同时对钢的加热、冷却，以及回火转变都将产生不同程度的影响。
碳是合金中的重要元素，合金硬度大体上随碳含量的增加而提高，碳的加入能够起到强化基体并稳定组织的作用，碳与钨、铬等元素形成碳化物，改善了合金材料的热强性。碳还起着晶界增强剂的作用。本发明的合金材料中，加入了质量百分数为0.4-1的碳，在确保耐磨性的前提下，提供了足够的碳来形成钨或铬的碳化物，从而起到强化作用。
3）熔炼：将清洁干燥的废钢和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后加入钨铁和钼铁，炉前调整成分合格后，将温度升至1600-1630℃；出铁前2分钟加入0.08%-0.12%铝进行扩散脱氧处理，出炉前采用炉前试验，调质，充分脱氧，出炉前可在包内加适当变质剂，进行变质出理；
4）铸造：将熔炼炉的钢液经浇冒口直接浇铸到铸模中，铸造出所需的铸件，铸造温度控制在1500-1520℃，钢水浇注10小时后开箱空冷铸件；
5）热处理：将铸件加热到1000-1100℃，保温2-6小时，水韧处理，即可制得本发明的混炼机刮板。
铸造状态下的铸件硬而脆，需加热1000-1100℃到奥氏体状态下进行水韧处理，使所有的碳化物均融入奥氏体中，水冷后可获得均匀的奥氏体组织，制得强度和韧性较高的混炼机刮板，不需进行回火，工艺过程简单。
优选的，混炼机刮板中各组分的重量百分比为：碳0.7，钨3，铬3.1，钼3.3，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁。
所述的，混炼机刮板为长方形。
所述生产工艺中用到的废钢、铬铁、钨铁和钼铁等原材料均为公知的商品化普通原材料，均可从市场上购买获得。
与现有技术相比，本发明的混炼机刮板的生产工艺简单，浇铸成型后，不需要加工，可直接安装使用；本发明的混炼机刮板中的碳与铬、钨等元素形成碳化物，改善了合金材料的热强性和耐磨性，通过水韧处理，使所有的碳化物均融入奥氏体中，制得强度和耐磨性高的混炼机刮板，不需进行回火，工艺过程简单；
本发明在模具准备步骤中，将浆料均匀的涂覆在钢铸模的表面，由于浆料和产品是在不同温度下形成的，因此材料结构存在很大的差异，产品在冷却时，热胀冷缩的程度不同，两层之间形成极小的缝隙，使得混炼机刮板容易脱模，模具容易清理，显著提高了生产效率和产品质量，具有显著的经济和社会效益。
具体实施方式
实施例1
采用中频感应电炉熔炼，浇铸混炼机刮板的生产工艺如下：
1）铸模准备：按照设计要求尺寸制备钢铸模，将钢铸模表面处理干净，然后将料浆均匀涂覆在处理后的钢铸模表面，干燥；
按重量百分比计，浆料的组分和含量为：钨9、镍10、铬15、硅4、碳5、硼1.5、稀土元素0.01，其余为Fe，按照所述成分比例均匀混合涂层粉末，将上述原料装入球磨桶内，加入8％饱和橡胶汽油溶液球磨混合即可制得浆料；
2）配料：按重量百分比计，混炼机刮板组分及含量为：碳1，钨2.8，铬2.6，钼2.9，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁，进行配料；
3）熔炼：将清洁干燥的废钢和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后加入钨铁和钼铁，炉前调整成分合格后，将温度升至1600℃；出铁前2分钟加入0.12%铝进行扩散脱氧处理，出炉前采用炉前试验，调质，充分脱氧，出炉前可在包内加适当变质剂，进行变质出理；
4）铸造：将熔炼炉的钢液经浇冒口直接浇铸到铸模中，铸造出所需的铸件，铸造温度控制在1500℃，钢水浇注10小时后开箱空冷铸件；
5）热处理：将铸件加热到1100℃，保温2小时，水韧处理，即可制得本发明的长方形的混炼机刮板。本实施例制得的混炼机刮板的化学成分及力学性能见表1。
实施例2
采用中频感应电炉熔炼，浇铸混炼机刮板的生产工艺如下：
1）铸模准备：按照设计要求尺寸制备钢铸模，将钢铸模表面处理干净，然后将料浆均匀涂覆在处理后的钢铸模表面，干燥；
    按重量百分比计，所述浆料的组分和含量为钨30、镍7、铬9、硅3、碳3.5、硼3、稀土元素0.3，其余为Fe，按照所述成分比例均匀混合涂层粉末，将上述原料装入球磨桶内，加入8％饱和橡胶汽油溶液球磨混合即可制得浆料；
2）配料：按重量百分比计，混炼机刮板组分及含量为：碳0.7，钨3，铬3.1，钼3.3，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁，进行配料；
3）熔炼：将清洁干燥的废钢和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后加入钨铁和钼铁，炉前调整成分合格后，将温度升至1615℃；出铁前2分钟加入0.10%铝进行扩散脱氧处理，出炉前采用炉前试验，调质，充分脱氧，出炉前可在包内加适当变质剂，进行变质出理；
4）铸造：将熔炼炉的钢液经浇冒口直接浇铸到铸模中，铸造出所需的铸件，铸造温度控制在1510℃，钢水浇注10小时后开箱空冷铸件；
5）热处理：将铸件加热到1050℃，保温4小时，水韧处理，即可制得本发明的长方形的混炼机刮板。本实施例制得的混炼机刮板的化学成分及力学性能见表1。
实施例3
采用中频感应电炉熔炼，浇铸混炼机刮板的生产工艺如下：
1）铸模准备：按照设计要求尺寸制备钢铸模，将钢铸模表面处理干净，然后将料浆均匀涂覆在处理后的钢铸模表面，干燥；
    按重量百分比计，所述浆料的组分和含量为钨57、镍4、铬6、硅1.5、碳2、硼1.5、稀土元素0.5，其余为Fe，按照所述成分比例均匀混合涂层粉末，将上述原料装入球磨桶内，加入8％饱和橡胶汽油溶液球磨混合即可制得浆料；
2）配料：按重量百分比计，混炼机刮板组分及含量为：碳0.4，钨2.8，铬3.2，钼3.5，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁，进行配料；
3）熔炼：将清洁干燥的废钢和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后加入钨铁和钼铁，炉前调整成分合格后，将温度升至1630℃；出铁前2分钟加入0.08%铝进行扩散脱氧处理，出炉前采用炉前试验，调质，充分脱氧，出炉前可在包内加适当变质剂，进行变质出理；
4）铸造：将熔炼炉的钢液经浇冒口直接浇铸到铸模中，铸造出所需的铸件，铸造温度控制在1520℃，钢水浇注10小时后开箱空冷铸件；
5）热处理：将铸件加热到1000℃，保温6小时，水韧处理，即可制得本发明的长方形的混炼机刮板。本实施例制得的混炼机刮板的化学成分及力学性能见表1。
性能测试
表1 实施例1-3的化学成分及力学性能
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种混炼机刮板的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
铸模准备：按照设计要求尺寸制备钢铸模，将钢铸模表面处理干净，然后将料浆均匀涂覆在处理后的钢铸模表面，干燥；按重量百分比计，所述浆料的组分和含量为钨9-57、镍4-10、铬6-15、硅1.5-4、碳2-5、硼1.5-4、稀土元素0.01-0.5，其余为Fe，按照所述成分比例均匀混合涂层粉末，将上述原料装入球磨桶内，加入8％饱和橡胶汽油溶液球磨混合即可制得浆料；
配料：按重量百分比计，混炼机刮板组分及含量为：碳0.4-1，钨2.8-3.1，铬2.6-3.2，钼2.9-3.5，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁，进行配料；
熔炼：将清洁干燥的废钢和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后加入钨铁和钼铁，炉前调整成分合格后，将温度升至1600-1630℃；出铁前2分钟加入0.08%-0.12%铝进行扩散脱氧处理，出炉前采用炉前试验，调质，充分脱氧，出炉前可在包内加适当变质剂，进行变质出理；
铸造：将熔炼炉的钢液经浇冒口直接浇铸到铸模中，铸造出所需的铸件，铸造温度控制在1500-1520℃，钢水浇注10小时后开箱空冷铸件；
热处理：将铸件加热到1000-1100℃，保温2-6小时，水韧处理，即可制得本发明的混炼机刮板。
2.根据权利要求1所述的混炼机刮板的生产工艺，其特征在于，所述混炼机刮板中各组分的重量百分比为：碳0.7，钨3，铬3.1，钼3.3，其它杂质元素合计≤0.1，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的混炼机刮板的生产工艺，其特征在于，所述混炼机刮板为长方形。
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