CN112813243A - 一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺。该一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺包括以下步骤：S1：升温；S2：保温；S3：缓冷降温；S4：空冷降温；S5，粗加工留余量；S6，将高铬叶轮进窑分阶段升温至淬火温度900~980℃，分6个阶段升温，每阶段升温根据区间不同控制时间在2~8小时，总时间根据叶轮壁厚大小控制在22~26小时之间；S7，保温；S8、空冷；S9、均温；S10、缓冷；S11、空冷至常温；S12、硬度检查≥55HRC，探伤检查合格，通过此种方法对高铬铸铁件的热处理工艺可以使得制得的铸件质量保证，消除裂纹，提高成品率。

Description

一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺
技术领域
本发明涉及热处理工艺的技术领域，特别是涉及一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺。
背景技术
高铬铸铁件是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料。在熔炼过程中，通过实施孕育处理得到高铬铸铁件，使其综合性能接近于钢，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。
然而，由于产品结构、成分控制、熔铸工艺、浇注系统设计、冷却条件等诸多因素的影响，常导致高铬铸铁件中的碳原子朝着析出非稳定相的方向扩散，即生成渗碳体或碳化物，从而出现纯白口或麻口组织特征。在高铬铸铁件的白口组织中，后一类特征更为常见。白口组织硬且脆，致使铸件在加工过程中常出现加工不动或“打刀”现象，搬运过程中易产生裂纹，且铸件本体易产生剥落等。
因此迫切地需要重新设计一款新的疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺以解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明提供了一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，该一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺包括以下步骤：S1：升温，将待处理高铬铸铁件随炉升温至退火温度，退火温度在700~880℃范围内，分6个阶段升温，每阶段升温时间控制在2~6小时，根据叶轮壁厚不同总升温时间控制在20~24小时之间；S2：保温，使叶轮根据壁厚不同在退火温度保温6~12小时；S3：缓冷降温，使高铬铸铁件随炉以每小时≤50℃冷速缓冷至150℃以下；S4：空冷降温，缓冷降温后，将高铬叶轮取出空冷；S5：粗加工留余量，检查探伤确认无缺陷；S6：将高铬叶轮进窑分阶段升温至淬火温度900~980℃，分6个阶段升温，每阶段升温根据区间不同控制时间在2~8小时，总时间根据叶轮壁厚大小控制在22~26小时之间；S7：保温，使叶轮根据壁厚不同在淬火温度保温6~12小时；S8：空冷，出窑在空气中冷却，厚大区域吹风强制冷却，冷却过程观察冷却的均匀，测温仪监控叶轮温度，叶轮流道温度低至550℃时装入于550℃的窑中；S9：均温，炉内温度稳定，各曲线显示温度一致后缓冷；S10：缓冷，分4阶段缓冷，每阶段按设定的冷却曲线进行，不同阶段冷却时间2~4小时不等，炉内缓冷至120℃后出窑空冷；S11：空冷至常温；S12、硬度检查≥55HRC，探伤检查合格。
可选地，步骤S1中热处理温度为分阶段升温，且不同阶段温度不同。
可选地，高铬铸铁件的壁厚≥150mm。
可选地，高铬铸铁件的硬度≥55HRC。
可选地，经空冷降温步骤处理后，高铬铸铁件内的马氏体含量达到95%以上，从而提高所述高铬铸铁件的耐磨性。
可选地，空冷降温时的冷却速度为50-60℃/小时。
可选地，缓冷降温时的冷却速度为40-50℃/小时。
本发明的有益效果如下：
该一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺包括以下步骤：S1：升温，将待处理高铬铸铁件随炉升温至退火温度，退火温度在700~880℃范围内，分6个阶段升温，每阶段升温时间控制在2~6小时，根据叶轮壁厚不同总升温时间控制在20~24小时之间；S2：保温，使叶轮根据壁厚不同在退火温度保温6~12小时；S3：缓冷降温，使高铬铸铁件随炉以每小时≤50℃冷速缓冷至150℃以下；S4：空冷降温，缓冷降温后，将高铬叶轮取出空冷；S5：粗加工留余量，检查探伤确认无缺陷；S6：将高铬叶轮进窑分阶段升温至淬火温度900~980℃，分6个阶段升温，每阶段升温根据区间不同控制时间在2~8小时，总时间根据叶轮壁厚大小控制在22~26小时之间；S7：保温，使叶轮根据壁厚不同在淬火温度保温6~12小时；S8：空冷，出窑在空气中冷却，厚大区域吹风强制冷却，冷却过程观察冷却的均匀，测温仪监控叶轮温度，叶轮流道温度低至550℃时装入于550℃的窑中；S9：均温，炉内温度稳定，各曲线显示温度一致后缓冷；S10：缓冷，分4阶段缓冷，每阶段按设定的冷却曲线进行，不同阶段冷却时间2~4小时不等，炉内缓冷至120℃后出窑空冷；S11：空冷至常温。S12、硬度检查≥55HRC，探伤检查合格，此种方法具有以下好处：
1.将铸件底部的吊篮减薄，加高，增加刚性，减少热处理高温对吊篮的影响；
2.产品的加工余量减小，减少加工工时和钢水重量达到降低成本，提高工作效率；
3.使高铬铸铁件满足应用要求，有效挽救生产损失。
附图说明
图1是本发明提供的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺的操作步骤示意图；
图2是本发明提供的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺的温度控制流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图2，图1是本发明提供的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺的操作步骤示意图；图2是本发明提供的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺的温度控制流程示意图。
高铬铸铁件是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料。在熔炼过程中，通过实施孕育处理得到高铬铸铁件，使其综合性能接近于钢，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。
然而，由于产品结构、成分控制、熔铸工艺、浇注系统设计、冷却条件等诸多因素的影响，常导致高铬铸铁件中的碳原子朝着析出非稳定相的方向扩散，即生成渗碳体或碳化物，从而出现纯白口或麻口组织特征。在高铬铸铁件的白口组织中，后一类特征更为常见。白口组织硬且脆，致使铸件在加工过程中常出现加工不动或“打刀”现象，搬运过程中易产生裂纹，且铸件本体易产生剥落等。
为消除球铁中已出现的白口组织，常采用退火（或正火）工艺。此类工艺，高温长时且分温区处理是其最主要的特点，易导致能量大量耗损，工艺返修成本居高不下，工艺参数不好控制，工序周期长影响交货期，铸件易变形并产生氧化脱碳，同时直接影响热处理设备使用寿命。
因此设计本发明中的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺以解决上述问题。
本发明的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺包括以下步骤：
S1：升温，将待处理高铬铸铁件随炉升温至退火温度，退火温度在700~880℃范围内，分6个阶段升温，每阶段升温时间控制在2~6小时，根据叶轮壁厚不同总升温时间控制在20~24小时之间；S2：保温，使叶轮根据壁厚不同在退火温度保温6~12小时；S3：缓冷降温，使高铬铸铁件随炉以每小时≤50℃冷速缓冷至150℃以下；S4：空冷降温，缓冷降温后，将高铬叶轮取出空冷；S5：粗加工留余量，检查探伤确认无缺陷；S6：将高铬叶轮进窑分阶段升温至淬火温度900~980℃，分6个阶段升温，每阶段升温根据区间不同控制时间在2~8小时，总时间根据叶轮壁厚大小控制在22~26小时之间；S7：保温，使叶轮根据壁厚不同在淬火温度保温6~12小时；S8：空冷，出窑在空气中冷却，厚大区域吹风强制冷却，冷却过程观察冷却的均匀，测温仪监控叶轮温度，叶轮流道温度低至550℃时装入于550℃的窑中；S9：均温，炉内温度稳定，各曲线显示温度一致后缓冷；S10：缓冷，分4阶段缓冷，每阶段按设定的冷却曲线进行，不同阶段冷却时间2~4小时不等，炉内缓冷至120℃后出窑空冷；S11：空冷至常温。S12、硬度检查≥55HRC，探伤检查合格。
在本实施例中：热处理前需抽样检查以确认高铬铸铁件形态是否正常。
在本实施例中，步骤S1中热处理温度为分阶段升温，且不同阶段温度不同，具体地，本发明将升温阶段分为六个阶段，且每个阶段升温控制在2-6小时内，以对高铬铸铁件进行不同温度的加工。
作为本实施例的更优的一项实施例，高铬铸铁件的壁厚≥150mm，高铬铸铁件的硬度≥55HRC。
同时，另一组试验中，经空冷降温步骤处理后，所述高铬铸铁件内的马氏体含量达到95%以上，从而提高所述高铬铸铁件的耐磨性。
作为本实施例的更优的一项实施例，经空冷降温步骤处理后，高铬铸铁件内的铁素体含量变高，从而提高高铬铸铁件的抗冲能力。
在本实施例中，空冷降温时的冷却速度为50-60℃/小时，且缓冷降温时的冷却速度为40-50℃/小时，以提高高铬铸铁件的加工质量。
该一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺包括以下步骤：S1：升温，将待处理高铬铸铁件随炉升温至退火温度，退火温度在700~880℃范围内，分6个阶段升温，每阶段升温时间控制在2~6小时，根据叶轮壁厚不同总升温时间控制在20~24小时之间；S2：保温，使叶轮根据壁厚不同在退火温度保温6~12小时；S3：缓冷降温，使高铬铸铁件随炉以每小时≤50℃冷速缓冷至150℃以下；S4：空冷降温，缓冷降温后，将高铬叶轮取出空冷；S5：粗加工留余量，检查探伤确认无缺陷；S6：将高铬叶轮进窑分阶段升温至淬火温度900~980℃，分6个阶段升温，每阶段升温根据区间不同控制时间在2~8小时，总时间根据叶轮壁厚大小控制在22~26小时之间；S7：保温，使叶轮根据壁厚不同在淬火温度保温6~12小时；S8：空冷，出窑在空气中冷却，厚大区域吹风强制冷却，冷却过程观察冷却的均匀，测温仪监控叶轮温度，叶轮流道温度低至550℃时装入于550℃的窑中；S9：均温，炉内温度稳定，各曲线显示温度一致后缓冷；S10：缓冷，分4阶段缓冷，每阶段按设定的冷却曲线进行，不同阶段冷却时间2~4小时不等，炉内缓冷至120℃后出窑空冷；S11：空冷至常温。S12、硬度检查≥55HRC，探伤检查合格，此种方法具有以下好处：对高铬铸铁件的热处理工艺可以使得制得的铸件质量保证，消除裂纹，提高成品率，同时，降低产品裂纹缺陷。将铸件底部的吊篮减薄，加高，增加刚性，减少热处理高温对吊篮的影响；产品的加工余量减小，减少加工工时和钢水重量达到降低成本，提高工作效率；使高铬铸铁件满足应用要求，有效挽救生产损失。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：升温，将待处理高铬铸铁件随炉升温至退火温度，退火温度在700~880℃范围内（热处理温度实际为分阶段升温），分6个阶段升温，每阶段升温时间控制在2~6小时（不同阶段温度不同），根据叶轮壁厚不同总升温时间控制在20~24小时之间；
S2：保温，使叶轮根据壁厚不同在退火温度保温6~12小时；
S3：缓冷降温，使高铬铸铁件随炉以每小时≤50℃冷速缓冷至150℃以下；
S4：空冷降温，缓冷降温后，将高铬叶轮取出空冷；
S5：粗加工留余量，检查探伤确认无缺陷；
S6：将高铬叶轮进窑分阶段升温至淬火温度900~980℃，分6个阶段升温，每阶段升温根据区间不同控制时间在2~8小时，总时间根据叶轮壁厚大小控制在22~26小时之间；
S7：保温，使叶轮根据壁厚不同在淬火温度保温6~12小时；
S8：空冷，出窑在空气中冷却，厚大区域吹风强制冷却，冷却过程观察冷却的均匀，测温仪监控叶轮温度，叶轮流道温度低至550℃时装入于550℃的窑中；
S9：均温，炉内温度稳定，各曲线显示温度一致后缓冷；
S10：缓冷，分4阶段缓冷，每阶段按设定的冷却曲线进行，不同阶段冷却时间2~4小时不等，炉内缓冷至120℃后出窑空冷；
S11：空冷至常温；
S12、硬度检查≥55HRC，探伤检查合格。
2.根据权利要求1所述的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，其特征在于，所述步骤S1中热处理温度为分阶段升温，且不同阶段温度不同。
3.根据权利要求1所述的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，其特征在于，所述高铬铸铁件的壁厚≥150mm。
4.根据权利要求1所述的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，其特征在于，所述高铬铸铁件的硬度≥55HRC。
5.根据权利要求1所述的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，其特征在于，经空冷降温步骤处理后，所述高铬铸铁件内的马氏体含量达到95%以上，从而提高所述高铬铸铁件的耐磨性。
6.根据权利要求1所述的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，其特征在于，所述空冷降温时的冷却速度为50-60℃/小时。
7.根据权利要求1所述的一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺，其特征在于，所述缓冷降温时的冷却速度为40-50℃/小时。
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