CN106967922A - 一种大型车床床身的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型车床床身的热处理方法，所述的大型车床床身其成分的重量百分比为C3.3～3.6%、Si1.3～2.0%、Mn0.5～1.0%、V0.16～0.37%、Ti0.1～0.15%、Cu0.6～0.8%、P0.3～0.4%、S≤0.10%，余量为Fe。所述的方法包括配料、预热、熔炼、炉前快速分析、终脱氧、孕育处理、浇注、高温退火。该方法工艺简单，通过控制铸铁中钒、钛和铜的含量，并进行高温退火改善机械性能及切削加工性能。其耐磨性比普通孕育铸铁HT200牌号、HT250牌号高1～2倍，并且可以少用废钢，特别适合铸造大型车床床身。

Description

一种大型车床床身的热处理方法
技术领域
本发明涉及黑色金属的生产技术领域，尤其是一种大型车床床身的热处理方法。
背景技术
钒钛铜耐磨铸铁是一种性能优良的减磨材料，它具有很高的硬度和延长铸件的使用寿命的特点。加入铜的目的是因为铜能促使形成并细化珠光体基体，从而提高铸铁的强度、硬度以及耐磨性。钒钛耐磨铸铁中的钒、钛两元素与碳氮有很大的亲和力。形成特有的钒钛碳氮化合物，这些化合物具有很高的显微硬度，高达960～1840HV，呈细小的硬质点分布于基体组织之中，使铸铁的减磨性能大大提高。我国西南地区有丰富的钒钛共生铁矿资源。充分利用我国的资源特点，因此，发展钒钛铜铸铁，以延长铸件的使用寿命。另外为了消除自由渗碳体，降低硬度，改善机械性能及切削加工性能，需进行高温退火处理。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种大型车床床身的热处理方法，通过控制铸铁中钒、钛和铜的含量，铸造出耐磨铸铁。并进行高温退火改善机械性能及切削加工性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁、钒铁、钛铁、纯铜按C3.3～3.6%、Si1.3～2.0%、Mn0.5～1.0%、V0.16～0.37%、Ti0.1～0.15%、Cu0.6～0.8%、P0.3～0.4%、S≤0.10%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料18～26%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁、硅铁、钒铁、钛铁和纯铜得到铁水；
第四步：炉前快速分析：取铁水浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁水温度升温至1480～1600℃，投入其数量为铁水0.1～0.3%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁水自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁水量的0.3～0.5%孕育剂，孕育剂的粒度为2～6mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁水温度降至1440～1480℃时，进行浇注，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身铸件；
第八步：高温退火。
所述的第八步高温退火中，铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以70～100℃／h的速度升温至900～950℃，保温1～5h进行快速冷却至600℃时，再将铸件放入热处理炉以50～100℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身零件。
本发明的有益效果是：工艺简单，通过控制铸铁中钒、钛和铜的含量，并进行高温退火改善机械性能及切削加工性能。其耐磨性比普通孕育铸铁HT200牌号、HT250牌号高1～2倍，并且可以少用废钢，特别适合铸造大型车床床身。
具体实施方式
实施例1：
本例的一种大型车床床身的热处理方法，包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁、钒铁、钛铁、纯铜按C3.3%、Si1.3%、Mn0.5%、V0.16%、Ti0.1%、Cu0.6%、P0.3%、S≤0.10%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料18%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁、硅铁、钒铁、钛铁和纯铜得到铁水；
第四步：炉前快速分析：取铁水浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁水温度升温至1480℃，投入其数量为铁水0.1%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁水自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁水量的0.3%孕育剂，孕育剂的粒度为2mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁水温度降至1440℃时，进行浇注，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身铸件；
第八步：高温退火：铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以70℃／h的速度升温至900℃，保温1h进行快速冷却至600℃时，再将铸件放入热处理炉以50℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身零件。
实施例2：
本例的一种大型车床床身的热处理方法，包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁、钒铁、钛铁、纯铜按C3.45%、Si1.65%、Mn0.75%、V0.265%、Ti0.125%、Cu0.7%、P0.35%、S≤0.10%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料18～26%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁、硅铁、钒铁、钛铁和纯铜得到铁水；
第四步：炉前快速分析：取铁水浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁水温度升温至1480～1600℃，投入其数量为铁水0.1～0.3%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁水自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁水量的0.3～0.5%孕育剂，孕育剂的粒度为2～6mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁水温度降至1440～1480℃时，进行浇注，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身铸件；
第八步：高温退火：铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以85℃／h的速度升温至925℃，保温3h进行快速冷却至600℃时，再将铸件放入热处理炉以75℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身零件。
实施例3：
本例的一种大型车床床身的热处理方法，包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁、钒铁、钛铁、纯铜按C3.6%、Si2.0%、Mn1.0%、V0.37%、Ti0.15%、Cu0.8%、P0.4%、S≤0.10%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料26%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁、硅铁、钒铁、钛铁和纯铜得到铁水；
第四步：炉前快速分析：取铁水浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁水温度升温至1600℃，投入其数量为铁水0.3%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁水自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁水量的0.5%孕育剂，孕育剂的粒度为6mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁水温度降至1480℃时，进行浇注，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身铸件；
第八步：高温退火：铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以100℃／h的速度升温至950℃，保温1～5h进行快速冷却至600℃时，再将铸件放入热处理炉以100℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身零件。
以上对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，仼何在本发明权利要求基础上的任何修改、等同替换和改进等，均落入本发明的保护范围之內。

Claims (2)

1.一种大型车床床身的热处理方法，其特征在于:包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁、钒铁、钛铁、纯铜按C3.3～3.6%、Si1.3～2.0%、Mn0.5～1.0%、V0.16～0.37%、Ti0.1～0.15%、Cu0.6～0.8%、P0.3～0.4%、S≤0.10%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料18～26%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁、硅铁、钒铁、钛铁和纯铜得到铁水；
第四步：炉前快速分析：取铁水浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁水温度升温至1480～1600℃，投入其数量为铁水0.1～0.3%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁水自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁水量的0.3～0.5%孕育剂，孕育剂的粒度为2～6mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁水温度降至1440～1480℃时，进行浇注，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身铸件；
第八步：高温退火。
2.根据权利要求1所述的一种大型车床床身的热处理方法，其特征在于：在所述的第八步高温退火中，铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以70～100℃／h的速度升温至900～950℃，保温1～5h进行快速冷却至600℃时，再将铸件放入热处理炉以50～100℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到钒钛铜耐磨铸铁大型车床床身零件。
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