CN113444965B - 一种渣浆泵过流件及制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渣浆泵过流件及制造工艺，其原材料成分的质量分数百分比如下，Si≤0.8％；C2.7～3.0％；Mn0.9～1.2％；Cr26～28％；P≤0.06％；S≤0.06％；Ni0.5～1.0％；余量为Fe。本发明在满足渣浆泵过流件具备高硬度的同时简化了热处理工艺，缩短了加工周期，生产过程具备节能的特点，而且生产过程稳定，成品率高。

Description

一种渣浆泵过流件及制造工艺
技术领域
本发明涉及渣浆泵加工制造技术领域，尤其涉及一种渣浆泵过流件及制造工艺。
背景技术
渣浆泵广泛应用于矿山、冶金、电力、煤炭、化工、建筑等行业，常用于运输含有颗粒磨损度较大的材料，而过流件作为渣浆泵的重要构件，属于易损耗件，因此，实际作业中对于过流件有极高的硬度要求。
铸铁类材料是渣浆泵常用的过流件材质之一，目前，国内外对渣浆泵过流件的选料是以白口铸铁为主。其中以材质为A05(KmTBCr26)的高铬铸铁最为普遍，这种材质具有很高的耐磨性，在过流件的制造过程要经过毛坯退火、粗车、淬火、精车，因此以上现有技术存在如下问题：加工周期较长，生产效率低；加工成本高。
发明内容
本发明就是为了克服现有技术存在的缺点，提供一种渣浆泵过流件及制造工艺。本发明通过调整抗磨白口铸铁毛坯元素的含量，使得过流件毛坯在热处理时只需经过正火即可进行粗车、精车，在保证过流件的使用寿命且对其硬度影响不大的条件下有效缩短了加工周期，有效控制了加工成本。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种渣浆泵过流件，包括叶轮、蜗壳、护板，其原材料成分的质量百分比如下，Si≤0.8％；C2.7～3.0％；Mn0.9～1.2％；Cr26～28％；P≤0.06％；S≤0.06％；Ni0.5～1.0％；余量为Fe。
采用上述原材料配比的一种渣浆泵过流件的制造工艺如下：
(1)造型：在蜗壳及护板的丝孔所对应位置放置Q235-A的预埋件，填砂造型，下芯合箱等待浇注；
(2)配料：根据本发明所确定的质量百分比确定废钢、生铁、高碳铬铁、锰铁、镍的成分，确定其配比关系，进行配料；
(3)将废钢、生铁混合，在加热炉中加热至1400℃熔化，待铁水溶清后，依次加入高碳铬铁和锰铁进一步熔清，将铁水出炉倒入型砂浇注成形，即得过流件毛坯。
(4)将上述过流件毛坯放置在热处理炉中高温正火处理，缓慢加热至1030～1050℃，后保温8小时，随后空冷；
(5)将高温正火处理后的过流件毛坯依次进行粗车、精车加工。
进一步的，所述过流件毛坯的硬度范围为58～65HRC。
进一步的，在渣浆泵过流件的制造过程中，浇注时，开始以小股引流，之后大流浇注，铁水充满型腔后从冒口用小股流点浇补满为止。
进一步的，所述过流件毛坯的高温正火处理过程具备四个连续的升温区间，具体为：
a、采用100℃/h的升温速度，将温度从常温加热至200℃，
b、采用30℃/h的升温速度，将温度从200℃加热至500℃，
c、采用40℃/h的升温速度，将温度从500℃加热至800℃，
d、采用60℃/h的升温速度，将温度从800℃加热至1030～1050℃。
e、保温8小时后空冷至室温。
进一步的，所述过流件毛坯的粗车、精车均采用立方氮化硼刀片。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明的制造工艺能够在满足渣浆泵过流件具备高硬度的同时具有较短的加工周期，而且不加入高铬铸铁中常用的提高淬透性的元素，如价格较高的钼和铜，降低了成本。
2)本发明的工艺步骤以正火代替了先退火再淬火的过程，简化了热处理工艺，缩短了加工周期，生产过程具备节能的特点；在铸造模具中固定预埋件，由此，过流件的生产过程更简单，提高了生产效率。同时，Q235-A的预埋件含碳量低，正火硬度不会增加，保证了生产质量。
3)铸造成型性好，能够铸造出合格、适用的渣浆泵过流件。
4)立方氮化硼刀片具有较高的硬度，有效减缓了刀片的磨损。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
图1为元素配比调整后放大100倍后的金相组织图；
图2为元素配比调整后放大500倍后的金相组织图；
图3为本发明正火的升温曲线图；
图4为过流件护板的结构示意图；
图5为图4的右视图；
图6为过流件蜗壳的结构示意图；
图7为图6的左视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
化学成分的确定：
C和Cr是高铬铸铁中两个重要的化学元素，碳和铬有助于增加碳化物数量，这将使耐磨性能提高而韧性降低，其中铬增加碳化物的效果远比碳差，因此工艺上常常用调整碳量来达到改变碳化物数量的目的。另一方面，铬与碳Cr/C的比值影响铸铁中M7C3型碳化物的相对数量。在Cr/C比值大于大于5时，能获得大部分M7C3型碳化物，同时，淬透性也好，Cr/C比值越高淬透性越好。
C可以提高铸件的硬度及耐磨性，含碳量并非越多越好，因为碳化物体积百分数过多，将增加材料的脆性，基于以上原因，本发明中C的含量控制在2.7～3.0％。
Cr可以有效改善碳化物的分布形式，提高材料的硬度、耐磨性。为提高高铬铸铁中碳化物的数量和硬度，保证其淬透性，本发明中Cr的含量为26～28％，有一部分溶解在奥氏体中，有效提高了淬透性。
Si是脱氧性元素，加入适量的Si可防止其它合金元素氧化，但Si是非碳化物形成元素，主要溶于基体，降低淬透性，此外Si由于使共晶点左移，会使碳化物变粗大，应控制其含量，综合考虑应控制在≤0.8％。
Mn既进入碳化物又溶解于基体，能提高淬透性，综合考虑，其含量控制在0.9-1.2％。
Ni不溶于碳化物，全部进入基体细化晶粒。在过流件材料中添加Ni可以充分提高其淬透性作用。但镍价格较高，综合考虑，本发明中的含量控制在0.5～1.0％。
不可避免的微量杂质是由炉料带入的，其中P、S均为有害元素，为保证材料的韧性和耐磨性，将P控制在≤0.06％，S控制在≤0.06％。
根据本发明的原理和技术方案，确定其化学成分如下表(单位Wt％)：
Si C Mn Cr
≤0.8 2.7～3.0 0.9～1.2 26～28
P S Ni Fe
≤0.06 ≤0.06 0.5～1.0 余量
本发明所采用的热处理工艺为正火处理，采用上述原材料的正火处理工艺步骤如下：
(1)造型：在护板蜗壳的丝孔所对应位置放置Q235-A的护板预埋件1、蜗壳预埋件2，填砂造型，下芯合箱等待浇注，所述护板预埋件1、蜗壳预埋件2上可设置细小的固定条，通过固定条与型砂固定为一体；
(2)配料：根据本发明所确定的质量分数比确定废钢、生铁、高碳铬铁、锰铁、锰铁、镍的成分，确定其配比关系，进行配料；
(3)将废钢、生铁混合，在加热炉中加热至1400℃熔化，待铁水溶清后，依次加入高碳铬铁和锰铁进一步熔清，将铁水出炉倒入型砂浇注成形，浇注时，开始以小股引流，之后大流浇注，铁水充满型腔后从冒口用小股流点浇补满为止，冷却后即得过流件毛坯。
(4)将上述过流件毛坯放置在热处理炉中缓慢加热至1030℃，进行高温正火处理；其中高温正火处理的过程具备如下四个连续的升温区间，具体为：
a、采用100℃/h的升温速度，将温度从常温加热至200℃，
b、采用30℃/h的升温速度，将温度从200℃加热至500℃，
c、采用40℃/h的升温速度，将温度从500℃加热至800℃，
d、采用60℃/h的升温速度，将温度从800℃加热至1030℃，
e、保温8小时后空冷至室温。
(5)用立方氮化硼刀片将高温正火处理后的过流件毛坯依次进行粗车、精车加工，其中粗车以蜗壳的出口中心以及蜗壳毛坯内腔宽度方向的中心线为基准，并预留5mm余量。粗车后再以蜗壳的出口中心以及蜗壳毛坯内腔宽度方向的中心线为基准进行精车。
本发明的热处理工艺采用的是正火，正火后的金相组织如图1、2。保证成型后的硬度为58～65HRC，采用上述工艺步骤所生产出的过流件毛坯的硬度范围为58～65HRC，由此可见，其具有较高的硬度，满足渣浆泵过流件的硬度需求。保证了产品具有优良的性能的同时缩短了加工周期，具备节能的特点。
在传统的渣浆泵过流件的热处理工艺中，通常采用先退火再淬火，淬火后难于再加工。而本发明改善了制造工艺，缩短了加工周期，并且所述蜗壳及护板上的丝孔为预埋件，降低了加工难度，简化了工艺流程，节省了劳动力成本。
其中Q235-A的预埋件由于含碳量低，正火硬度不会发生变化，保证了产品质量。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的过流件毛坯放置在热处理炉中缓慢加热至1050℃，进行高温正火处理；其中高温正火处理的过程具备如下四个连续的升温区间，具体为：
a、采用100℃/h的升温速度，将温度从常温加热至200℃，
b、采用30℃/h的升温速度，将温度从200℃加热至500℃，
c、采用40℃/h的升温速度，将温度从500℃加热至800℃，
d、采用60℃/h的升温速度，将温度从800℃加热至1050℃，
e、保温8小时后空冷至室温。
以上所述为本发明的基本原理和主要特征，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此应将本实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。对于本技术领域的普通技术人员来说，依照本发明原理还可以做出若干改进或者同等替换，这些改进或同等替换也视为落在本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种渣浆泵过流件的制造工艺，其特征在于，由以下步骤组成：
（1）造型：在蜗壳及护板的丝孔所对应位置放置 Q235-A 的预埋件，填砂造型，下芯合箱等待浇注；
（2）配料：根据原材料成分的质量百分比确定废钢、生铁、高碳铬铁、锰 铁、镍的成分，确定其配比关系，进行配料；
（3）将废钢、生铁混合，在加热炉中加热至1400℃熔化，待铁水溶清后，依次加入高碳铬铁和锰铁进一步熔清，将铁水出炉倒入型砂浇注成形，得过流件毛坯；
（4）将上述过流件毛坯放置在热处理炉中高温正火处理，缓慢加热至1030～1050℃后保温8小时，随后空冷；
（5）将高温正火处理后的过流件毛坯依次进行粗车、精车加工；
所述过流件毛坯的高温正火处理过程具体为：
a、采用100℃/h的升温速度，将温度从常温加热至200℃，
b、采用30℃/h的升温速度，将温度从200℃加热至500℃，
c、采用40℃/h的升温速度，将温度从500℃加热至 800℃，
d、采用60℃/h的升温速度，将温度从800℃加热至1030～1050℃， e、保温8小时后空冷至室温；
所述渣浆泵过流件包括叶轮、蜗壳及护板，其原材料成分的质量百分比如下，Si≤0.8％；C2.7～3.0％；Mn0.9～1.2％；Cr26～28％；P≤0.06％；S≤0.06％；Ni0.5～1.0％；余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的一种渣浆泵过流件的制造工艺，其特征在于，所述过流件毛坯的硬度范围为 58～65HRC。
3.根据权利要求1所述的一种渣浆泵过流件的制造工艺，其特征在于，所述步骤（1）浇注时，开始以小股引流，之后大流浇注，铁水充满型腔后从冒口用小股流点浇补满为止。
4.根据权利要求1所述的一种渣浆泵过流件的制造工艺，其特征在于，所述过流件毛坯的粗车、精车均采用立方氮化硼刀片。
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