CN103898285A - 一种高铬磨矿介质及其热处理淬火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为20-100mm淬火磨矿，等温淬火油的温度为70-90℃，淬火时间为3-12min，淬火磨矿的温度为200-280℃；将淬火磨矿送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为40-100mm的高铬磨矿介质。本发明还公开了一种高铬磨矿介质。本发明中，上述高铬磨矿介质的热处理淬火工艺可克服高铬磨矿介质的失圆现象，大大节约成本，制备的高铬磨矿介质耐磨性好，冲击韧性强。
Description
技术领域
本发明涉磨矿及其铸造技术领域，尤其涉及一种高铬磨矿介质及其热处理淬火工艺。
背景技术
磨球和磨段统称为磨矿介质或研磨体,广泛应用于水泥、矿山、火电、非金属加工及磁性材料等行业的粉体工程，我国每年的消耗量据不完全统计在200万吨以上，为满足各行业不同工况条件的要求，铸造磨矿介质的材质是多种多样，其中高铬磨矿介质产量要占到总量的40%以上，特别在干法磨中应用如水泥行业是非常成功，得到行业的公认。
高铬磨矿介质铸态显微组织是过饱和的奥氏体+片状或块状含铬共晶碳化物，共晶碳化物较粗大呈断续网状分布，为了充分发挥高铬合金白口铸铁的抗磨性能，必须通过热处理来改变基体组织，将奥氏体转化成马氏体，将碳化物细化和断网，以提高基体的硬度和韧性，从而提高耐磨性。热处理工艺是高铬磨矿介质生产工艺的关键技术，高铬磨矿介质热处理工艺目前绝大部份都是采用油淬后冷却到室温，然后在台车炉集中加热回火工艺，铸球的金相组织为马氏体+碳化物+残余奥氏体，硬度HRC58-61，冲击值一般在3.5-4.5J/cm2，由于冲击韧性不高，在使用过程中残余奥氏体转化成马氏体，组织应力增大，当组织应力超过其韧性的承受能力时，就造成块状剥落，磨球失圆率增大，影响磨矿效率，而且磨耗增加，磨矿成本上升。为提高高铬铸球的冲击韧性，国内很多专家学者曾做过多方面研究，如加入稀土变质剂、加入多种微合金、吹氩净化铁水、提高热处理温度等措施，但效果不明显，有的成本太高，性价比不合适。
发明内容
一种高铬磨矿介质及其热处理淬火工艺，上述高铬磨矿介质耐磨性好，冲击韧性强，其热处理淬火工艺可克服高铬磨矿介质的失圆现象，并大大节约成本，可进行工业大批量生产。
本发明提出的一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为20-100mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为70-90℃，淬火时间为3-12min，淬火磨矿的温度为200-280℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为40-100mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为280-320℃，回火时间为220-320min。
在具体实施方式中，在S1中，淬火磨矿的直径可以为20mm、30mm、40mm、55mm、60mm、74mm、80mm、88mm、100mm，等温淬火油的温度可以为70℃、73℃、75℃、80℃、84℃、85℃、86℃、90℃，淬火时间可以为3min、5min、6min、7min、8min、10min、11min、12min，淬火磨矿的温度可以为200℃、210℃、230℃、240℃、245℃、250℃、260℃、270℃、280℃；在S2中，高铬磨矿的直径可以为40mm、50mm、70mm、80mm、95mm、100mm，回火温度可以为280℃、290℃、300℃、305℃、310℃、320℃，回火时间可以为220min、250min、260min、280min、290min、300min、315min、320min。
优选地，在S1中，室温为10-30℃。
优选地，在S1中，等温淬火油的温度为80-85℃，淬火时间为5-8min，淬火磨矿的温度为230-250℃。
优选地，在S2中，室温为10-30℃。
优选地，在S2中，将S1得到的淬火磨矿立即送入等温处理炉中，利用铸球余热进行等温回火。
优选地，在S2中，回火温度为300-310℃，回火时间为280-300min。
本发明还公开了一种高铬磨矿介质，采用权利要求1-7任一项所述的高铬磨矿介质的热处理淬火工艺制成。
本发明中，热处理工艺是高铬磨矿介质生产工艺的关键技术,采用连续推杆式热处理生产线进行加热,淬火冷却介质为等温淬火油，连续冷却到贝氏体转变温度后出油推入到等温处理炉在空气中进行等温处理，并根据所需的淬火磨矿的大小设定加热温度、加热时间、淬火油的油温、在油中的冷却时间及出油温度等，根据所需的高铬磨矿的大小设定回火温度、回火时间等各项参数制定完整的热处理工艺规程，高铬磨矿介质通过等温处理工艺得到的金相组织为：马氏体+贝氏体+碳化物+残余奥氏体，马氏体硬度高、贝氏体韧性好，两者结合起来既可以提高耐磨性又可以提高冲击韧性，克服原热处理工艺造成高铬磨矿介质使用的失圆现象，同时因为利用铸球余热进行等温处理，能耗降低可达20%以上；制备的高铬磨矿的硬度HRC为59-63，冲击值可达5.5-6.5J/cm2，上述高铬磨矿的热处理淬火工工艺可进行大批量生产，申请人已建成两条连续推杆式淬火+连续推杆式等温处理生产线，每条线年生产能力达6000吨，年生产能力达1万吨以上。
附图说明
图1为本发明提出的一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺流程示意图。
参照图1，本发明提出的饿一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为20-100mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为70-90℃，淬火时间为3-12min，淬火磨矿的温度为200-280℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为40-100mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为280-320℃，回火时间为220-320min。
实施例1
本实施例中一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为30mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为90℃，淬火时间为5min，淬火磨矿的温度为270℃，室温为25℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿立即送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为40mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为300℃，回火时间为250min，室温25℃。
实施例2
本实施例中一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为60mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为85℃，淬火时间为8min，淬火磨矿的温度为250℃，室温15℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿立即送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为100mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为320℃，回火时间为220min，室温15℃。
实施例3
本实施例中一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为80mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为80℃，淬火时间为11min，淬火磨矿的温度为240℃，室温20℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿立即送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为80mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为300℃，回火时间为280min，室温20℃。
实施例4
本实施例中一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为100mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为73℃，淬火时间为12min，淬火磨矿的温度为210℃，室温28℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿立即送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为80mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为310℃，回火时间为280min，室温28℃。
实施例5
本实施例中一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为80mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为85℃，淬火时间为11min，淬火磨矿的温度为250℃，室温30℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿立即送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为50mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为290℃，回火时间为310min，室温30℃。
将上述实施例1-5中制备的高铬磨矿进行机械性能测试，测试结果如下：
| 规格 | 硬度HRC | 冲击值J/cm2 |
| ∮40－100 | 59－63 | 5.5－6.5 |
上述实施例1-5中，热处理工艺是高铬磨矿介质生产工艺的关键技术,采用连续推杆式热处理生产线进行加热,淬火冷却介质为等温淬火油，连续冷却到贝氏体转变温度后出油推入到等温处理炉在空气中进行等温处理，并根据所需的淬火磨矿的大小设定加热温度、加热时间、淬火油的油温、在油中的冷却时间及出油温度等，根据所需的高铬磨矿的大小设定回火温度、回火时间等各项参数制定完整的热处理工艺规程，高铬磨矿介质通过等温处理工艺得到的金相组织为：马氏体+贝氏体+碳化物+残余奥氏体，马氏体硬度高、贝氏体韧性好，两者结合起来既可以提高耐磨性又可以提高冲击韧性，克服原热处理工艺造成高铬磨矿介质使用的失圆现象，同时因为利用铸球余热进行等温处理，能耗降低可达20%以上；制备的高铬磨矿的硬度HRC为59-63，冲击值可达5.5-6.5J/cm2，上述高铬磨矿的热处理淬火工工艺可进行大批量生产，申请人已建成两条连续推杆式淬火+连续推杆式等温处理生产线，每条线年生产能力达6000吨，年生产能力达1万吨以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将高铬铸铁采用连续推杆式热处理生产线加热，淬火冷却，冷却介质为等温淬火油，连续冷却至贝氏体转变温度后出油得到直径为20-100mm淬火磨矿，其中等温淬火油的温度为70-90℃，淬火时间为3-12min，淬火磨矿的温度为200-280℃；
S2、将S1得到的淬火磨矿送入等温处理炉在空气中进行等温回火处理得到直径为40-100mm的高铬磨矿介质，其中回火温度为280-320℃，回火时间为220-320min。
2.根据权利要求1所述的高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，其特征在于，在S1中，室温为10-30℃。
3.根据权利要求1所述的高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，其特征在于，在S1中，等温淬火油的温度为80-85℃，淬火时间为5-8min，淬火磨矿的温度为230-250℃。
4.根据权利要求1所述的高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，其特征在于，在S2中，室温为10-30℃。
5.根据权利要求1所述的高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，其特征在于，在S2中，将S1得到的淬火磨矿立即送入等温处理炉中，利用铸球余热进行等温回火。
6.根据权利要求1所述的高铬磨矿介质的热处理淬火工艺，其特征在于，在S2中，回火温度为300-310℃，回火时间为280-300min。
7.一种高铬磨矿介质，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的高铬磨矿介质的热处理淬火工艺制成。
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