CN101760692B - 超高铬铸造磨球及其热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高铬铸造磨球及其热处理工艺，通过对传统超高铬铸造磨球ZQCr26化学成份和淬火工艺的优化调整，在不加Mo、Ni等贵金属的情况下采用油冷淬火工艺，提高磨球的淬透性；在淬火油中加入适量缓冷剂，适当降低冷却速度，有效防止油淬过程中磨球开裂，产品具有成本低、内外硬度均匀且硬度高、耐磨性好、抗疲劳性冲击性能优良的特点，本发明的超高铬铸造磨球作为耐磨材料可广泛用于水泥、火电、选矿等行业以磨细粉料。

Description

超高铬铸造磨球及其热处理工艺

技术领域

本发明涉及一种水泥、火电、选矿等行业用的耐磨材料，具体地说是一种超高铬铸造磨球及其热处理工艺。

背景技术

铸造磨球为水泥、火电等行业常用的耐磨材料，而超高铬铸球ZQCr26以其良好的耐磨性深受大型企业集团的青睐。但由于传统的热处理工艺采用空淬或风淬，这种淬火工艺淬透性差，生产的磨球硬度不均匀，表面和心部硬度差较大，因此超高铬铸球ZQCr26成分中必须添加Mo、Ni等贵金属以提高淬透性，其主要化学成分为2.00-3.60％C、0.3-1.50％Si、0.40-1.50％Mn、1.00-28％Cr、P≤0.10％、S≤0.06％、0.3-2.0％Mo、0.5-1.0％Ni，余量为Fe。由于Mo、Ni等贵金属资源紧缺，从而导致现有超高铬铸球ZQCr26成本高昂，使许多企业望而却步。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种超高铬铸造磨球，在化学成分中取消了Mo、Ni等贵金属，降低了成本，产品具有内外硬度均匀且硬度高、耐磨性好、抗疲劳性冲击性能优良的特点。

本发明的另外一个目的，是提供了上述超高铬铸造磨球的热处理工艺，采用油冷淬火工艺，提高磨球的淬透性；在淬火油中加入适量缓冷剂，以适当降低冷却速度，有效防止油淬过程中磨球开裂，产品具有内外硬度均匀且硬度高、耐磨性好、抗疲劳性冲击性能优良的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种超高铬铸造磨球，它含有以下重量百分比的化学成分：

C 2.00-2.80，Si 0.40-1.20，Mn 0.50-1.00，Cr 23.00-23.50，

Ti 0.15-0.20，Re 0.02-0.03，P＜0.06，S＜0.04，

余量为Fe。

本发明还提供了上述超高铬铸造磨球的热处理工艺，于铸造成型后进行，按照以下步骤顺序进行：

(1)加热、保温：将清理过的超高铬铸造磨球铸件装入高温电阻炉，加热到980-1020℃，保温3-3.5小时；然后

(2)油淬：从高温电阻炉中取出后入加有0.1-0.5％缓冷剂的淬火油中，温度降至200℃以下出油；然后

(3)回火：装入回火炉，升温到380-400℃，保温4-4.5小时后出炉，放入缓冷坑缓慢冷却至室温，得成品超高铬铸造磨球ZQCr26。

在本发明的化学成分组成中加有稀土元素Re，其作用是去除夹杂、净化钢液、细化晶粒；加入Ti元素，固溶于奥氏体基体中，不仅有强烈的细化晶粒作用，而且还可以形成一定比例的TiC弥散分布于基体中，从而明显提高磨球的综合机械性能，特别是硬度、耐磨性和冲击韧性。铸球的铸态金相组织为奥氏体+M7C3型共晶碳化物+少量M；经本发明的热处理工艺后，金相组织为M7C3+M+Ar+C II，组织形态为典型的M7C3型合金碳化物，其数量约占为27％。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：在化学成分中取消了Mo、Ni等贵金属，而加入了元素TI、Re来改善产品性能；采用油冷淬火工艺，提高磨球的淬透性；在淬火油中加入适量缓冷剂，以适当降低冷却速度，有效防止油淬过程中磨球开裂，产品具有内外硬度均匀且硬度高、耐磨性好、抗疲劳性冲击性能优良的特点，可作为耐磨材料广泛用于水泥、火电、选矿等行业，进行粉料磨细。

本发明具有的优势和特点如下：

1、经实验证明：本发明产品洛氏硬度HRC60.5，高于传统产品；冲击韧性8.10J/cm²，高于传统产品的4.10J/cmcm²；耐磨性与传统铸球之比为2.1299/1.6825，耐磨性提高30％以上。

2、本发明热处理工艺节约了钼、镍等贵金属，制造成本下降15％，产品的性价比进一步提高。

3、本发明产品韧性比传统超高铬磨球提高44％，破碎几率大大降低；耐磨性是传统高铬铸铁磨球的1.27倍。

本发明下面将结合实施例作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1-实施例5分别为一种超高铬铸造磨球ZQCr26，各自化学成分的百分比含量如上表所示，均采用常规的金属型铸球工艺铸造成型。

实施例1-实施例5中的经铸造成型的超高铬铸造磨球ZQCr26铸件，其热处理工艺分别按照以下步骤顺序进行：

(1)加热、保温：将清理过的超高铬铸造磨球ZQCr26铸件装入高温电阻炉，加热到相应温度，保温相应时间；然后

(2)油淬：从高温电阻炉中取出后入淬火油中冷却，温度降至200℃以下出油，其中淬火油中加有适量聚乙烯醇作为缓冷剂；然后

(3)回火：装入回火炉，升温到相应温度，保温相应时间后出炉，放入缓冷坑缓慢冷却至室温，得成品超高铬铸造磨球ZQCr26。

至此，完成了超高铬铸造磨球ZQCr26的热处理工艺，经检测成口各种机械性能符合设计要求。

经实际试验与检测，本产品性能、特点如下：

①洛氏硬度HRC60.5；冲击韧性8.10J/cm²；耐磨性为2.1299，是传统高铬铸铁磨球的1.27倍。

②制造成本下降15％，性价比提高。

③韧性比传统超高铬磨球提高44％，破碎几率大大降低。

Claims (1)

1.一种超高铬铸造磨球，其特征在于它含有以下重量百分比的化学成分：

C 2.00-2.80，Si 0.40-1.20，Mn 0.50-1.00，Cr 23.00-23.50，Ti 0.15-0.20，Re 0.02-0.03，P＜0.06，S＜0.04，余量为Fe；

上述成分于铸造成型后按照以下步骤顺序进行：

(1)加热、保温：将清理过的超高铬铸造磨球铸件装入高温电阻炉，加热到980-1020℃，保温3-3.5小时，然后

(2)油淬：从高温电阻炉中取出后入加有0.1-0.5％缓冷剂的淬火油中，温度降至200℃以下出油；然后

(3)回火：装入回火炉，升温到380-400℃，保温4-4.5小时后出炉，放入缓冷坑缓慢冷却至室温，得成品超高铬铸造磨球。