CN102899469A - 一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高铬耐磨铸铁Cr28的热处理方法。本发明将高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1000-1050℃，加热保温1.5-3h，然后空冷到室温；再加热至710-730℃，回火保温时间1.5-2h，空冷至室温；再进行第二次淬火和两次低温回火，即得提高使用寿命的高铬耐磨白口铸铁Cr28。本发明方法处理后的铸铁Cr28晶粒更加细化，组织中的合金元素更加均匀，尤其是使合金中高硬度、高耐磨性质点形状由粗大条状形态转变为球形，改善了冲击韧性，提高了使用寿命。

Description

一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法
技术领域
    本发明涉及一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法，具体涉及一种提高高铬耐磨白口铸铁Cr28使用寿命的热处理方法。
背景技术
目前国内市场要求高耐磨性工件多为高锰钢铸件。高锰钢由于其具有良好的形变强化能力与高的韧性而获得广泛应用。但高锰耐磨钢由于其基体硬度低、高硬度耐磨特殊碳化物质点少而导致耐磨性并不太高，从而使其在要求使用性能极高、工作条件极度恶劣的生产环境中使用寿命短、更换频繁。
而六十年代出现的高铬低碳耐磨白口铸铁Cr28，虽然其硬度高、耐磨性好，但是由于以下原因限制了该材料生产使用：基体中分布的高硬度、高耐磨性质点因其形态为粗大条状、分布不均匀，而造成其硬度不均匀，耐磨性也没有达到最高；条状的碳化物使基体韧性太低、脆性大，在使用过程中易断裂，使用寿命短；同时由于Cr28铸态硬度高、退火硬度均不低于HRC50而无法对其进行便利机加工。
发明内容
本发明的目的是为了改善现有高铬低碳耐磨白口铸铁Cr28的韧性，从而避免其在使用过程中断裂以提高使用寿命。
为了达到上述目的，本发明提供了一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法，包括以下步骤：
（1）淬火：将所述高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1000-1050℃，加热保温1.5-3h，然后空冷到室温；
（2）高温回火：将步骤（1）中淬火后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至710-730℃，回火保温时间1.5-2h，空冷至室温；
（3）二次淬火：将步骤（2）处理后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1000-1050℃，加热保温1.5-3h，然后空冷至室温；
（4）低温回火：将步骤（3）中经二次淬火后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至450-500℃，回火保温1.5-2h，空冷至室温；
（5）二次低温回火：重复步骤（4）的低温回火过程。
其中，高温回火的优选温度为720℃，回火保温时间优选为2h。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、通过实验确定了高温回火温度（称为临界温度），在这个温度下进行高温回火处理，合金中高硬度、高耐磨性质点（主要是碳化物）由粗大条状形态转变为球形（或颗粒），使用过程中不易产生微裂纹，具有更好的抗冲击能力，从而提高了使用寿命。而在高于临界温度下热处理会发生淬火生成硬而脆的马氏体，低于临界温度不能使碳化物的发生充分的球化反应。
2、由于回火温度高，合金元素充分扩散，使组织中的合金元素更加均匀，同时有效细化了晶粒，提高了高铬耐磨白口铸铁Cr28的韧性。综合1和2两个因素可使高铬耐磨白口铸铁Cr28的使用寿命提高一倍。
3、利用高铬耐磨白口铸铁Cr28回火后硬度最低的临界温度，在此温度下进行高温回火，较短时间保温，组织会由马氏体转变为（碳化物+回火屈氏体+回火索氏体+很少量回火马氏体），硬度由铸造后的洛氏硬度60多降低到40多，极大地改善了机加性能，在此条件下可将其加工成工件，再利用淬火加低温回火，由于组织和合金元素分布更加均匀，工件的硬度和强度比未经高温回火处理的常规热处理后稍微提升，获得高的耐磨性，从而更好的实现对高铬耐磨白口铸铁Cr28的加工使用。
附图说明
图1为高铬耐磨白口铸铁Cr28在不同温度下回火保温2小时空冷后的洛氏硬度曲线。
图2为本发明处理后的高铬耐磨白口铸铁Cr28的组织结构图。
由图1可以看出，高铬耐磨白口铸铁Cr28的临界温度A1约为720℃左右，在此温度下进行高温回火，硬度可降至46-47HRC。
由图2可以看出，处理后的高铬耐磨白口铸铁Cr28中碳化物质点呈细小的颗粒状（球状），组织均匀。
具体实施方式
    下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
    淬火：取高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1050℃，保温1.5h，空冷至室温；
高温回火：将淬火后的铸铁Cr28加热至720℃，保温2h，空冷至室温，得到的铸铁Cr28硬度为46HRC；
二次淬火：将铸铁Cr28加热至1050℃，保温1.5h，空冷至室温；
低温回火：将二次淬火后的铸铁Cr28加热至500℃，保温1.5h，空冷至室温；
重复低温回火步骤，得到产品。
最终制得的铸铁Cr28的硬度为61HRC，同时晶粒组织得到细化，同时耐磨硬化质点（碳化物）由粗大条状形态转变为球形，组织中的合金元素更加均匀。由处理后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加工制备叶片的使用寿命可提高一倍，由原来的约140小时提高到近300小时。
实施例二
淬火：取高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1000℃，保温3h，空冷至室温；
高温回火：将淬火后的铸铁Cr28加热至730℃，保温1.5h，空冷至室温，得到的铸铁Cr28硬度为47HRC。
二次淬火：将铸铁Cr28加热至1000℃，保温3h，空冷至室温；
低温回火：将二次淬火后的铸铁Cr28加热至450℃，保温2h，空冷至室温；
重复低温回火步骤，得到产品。
最终制得的铸铁Cr28工件的硬度为62HRC，晶粒组织得到细化，同时耐磨硬化质点（碳化物）由粗大条状形态转变为球形，组织中的合金元素更加均匀。由此制得叶片的使用寿命可提高一倍，由原来的约140小时提高到300小时左右。

Claims (2)

1.一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）淬火：将所述高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1000-1050℃，加热保温1.5-3h，然后空冷到室温；
（2）高温回火：将步骤（1）中淬火后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至710-730℃，回火保温时间1.5-2h，空冷至室温；
（3）二次淬火：将步骤（2）处理后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1000-1050℃，加热保温1.5-3h，然后空冷至室温；
（4）低温回火：将步骤（3）中经二次淬火后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至450-500℃，回火保温1.5-2h，空冷至室温；
（5）二次低温回火：重复步骤（4）的低温回火过程。
2.根据权利要求1所述高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中的回火温度为720℃，回火保温时间为2h。
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