高铬铸铁磨球的变温淬火工艺方法技术

一种热处理的工艺方法，特别是高铬铸铁磨球的变温淬火工艺方法，改革了传统的磨球热处理工艺方法，解决了现有技术中均采用高温淬火工艺处理磨球，致使其组织与性能失调，γ－［Ｒ］量高，抗疲劳剥落性能低下，经受球磨机空打时间短，用其研磨，球耗量高的不足。其特征是以变温淬水取代高温淬火，使磨球达到了组织与性能的综合平衡，抗破坏能力强，经受球磨机空打时间长，用基研磨球耗量低。适用于高、低铬铸铁磨球的热处理。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热处理工艺方法，特别是。高铬铸铁磨球(以下简称磨球)是球磨机的理想研磨体。然而，其抗磨性欲得以充分发挥，由需要靠正确的热处理工艺来保证。现有技术中均匀惯于采用高温淬火工艺来处理磨球，即将其加热到960℃～1020℃后，用连续冷却的方法淬成HRc≥58的高硬度。显然，此时磨球上产生很大的内应力。由于应力压迫，过冷奥氏体的转变温度不得不向下推移，Ms点降低，一些奥氏体冷至室温也没有转变，成为残余奥氏体(γR)，呈条块状聚集在枝晶区的富碳、铬圈内。一般地说，高温淬火后，直径大于80毫米的磨球中有10%以上的γR。小球上的则更多，有时高达30%，成为名副其实的马-奥混合组织。组织的失常必然导致性能的失调。所以，经高温淬火的磨球存有严重的“后天失调”的现象抗破坏能力低下，3.5米落球试验的打击一般不足12，000次;运行中不能承受10小时球磨机空打。所以，用它研磨水泥熟料，疲劳剥落加磨耗，球耗量一般在50～80克/吨，将高铬铸铁的抗磨优势淹没了。个别经高温淬火的磨球虽磨耗量也较低，但那是依靠投入提高Ms点元素而换取的，其价格昂贵。这是国产磨球与进口磨球的差别之所在，也是我国磨球不能大量打入国际市场的主要原因。本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，改革传统的磨球热处理工艺方法，而提供一种，比变温淬火取代高温淬火，使国产磨球进入国际先进行列。本专利技术的技术解决方案是将磨球加热到960℃～1050℃，并保持2～4小时后，用推杆式连续炉或用随炉降温，或用转换炉子的办法，把温度降至本专利技术所设立的第一应力释放台阶，即715℃～800℃，并保温3～4小时，然后出炉淬火。为躲过珠光体“鼻子”，出炉淬火冷却要快，可采用强吹风、喷雾、淬液等方法。此外，尚需在奥氏体的“海湾区”，即低于500℃，设立第二应力释放台阶。待经上述处理的磨球温度降至此台阶，立即脱离强冷却介质，放慢冷却速度。对于直径≥80毫米的磨球，任其空冷;对于直径小于80毫米的磨球则采取措施，防止降温过快。当磨球冷至50℃～70℃时立即回火，以防止陈化稳定效应。本专利技术相比现有技术具有如下优点1、变温淬火有两个应力释放台阶，冷却中产生的应力随即得以释放，在松懈的环境中，无论是高、中、低温，过冷奥氏体均有充裕的分解机会，因而其组织与性能达到了综合平衡的状态。2、经低温回火，磨球表面残余的压应力就在-13Kgf/MM2安全值之内。3、γR小于5%，磨球没有淬火马氏体形成所导致的不良后果。4、基体上析出不同层次的二次碳化物而得到强化，尤其得到韧化。疲劳裂纹不易萌生，也不易失稳而扩张。5、基体上奥氏体二次晶界消失。6、结晶时在M7C3边界产生的成份偏析基本缓解，M7C3部分解体释放的碳、铬已经扩散，并也析出了弥散的二次碳化物。说明此时的边界组织已是与枝晶中心形态相同的马氏体，M7C3的支撑条件显著改善。7、基体上弥散着第二抗磨相，磨粒很难直接接触它们之间的基体，抗磨性改善。8、这些优势保证了磨球有优异的抗破坏能力，几乎不发生脆性破坏。所以，它在3.5米落球试验中，打击都超过了25，000次;在运行中，亦能承受20小时球磨机空打。用它研磨水泥熟料，球耗量均小于20克/吨，说明这种磨球具有抗磨的优势。本专利技术下面结合实施例作进一步的详述取一组成份为2.02%的C，13.2%的Cr，0.29%的Mo，1.15%的Mn，0.98%的Si，0.031%的S和0.032%的P的高铬铸铁水用金属型浇成直径为80毫米的磨球一批，分两组淬火。一组将磨球加热到980℃±10℃，并保持3小时后出炉强吹风冷至室温;另一组将磨球加热到980℃±10℃，并保持2小时后，随炉降温至800℃±20℃，再保持1.5小时后出炉强吹风冷至450℃±20℃，然后空冷至50℃～70℃。将两组磨球在同一回火炉中于280℃±20℃回火4小时，而后用线切割机从球体抽芯取样，磨杨标准试样测定性能，其数据如下表 </tables>从表面看出，变温淬火与高温淬火相比，前者的表面残余压应力是后者的1/5，γR量是1/4，落球次数高1.13倍。尽管后者的冲击值稍高，但断口却是脆性的，比解理和准解理为主要特征;前者的断口是韧性的，有剪切唇，比韧窝为主要特征。本专利技术的变温淬火工艺方法也适用于低铬铸铁磨球的热处理。权利要求1.一种热处理工艺方法，特别是，将高铬铸铁磨球加至高温并淬火，其特征在于，将磨球加热至960℃～1050℃，保持2～4小时后，降温至第一应力释放台阶，即715℃～800℃并保温3～4小时，然后出炉淬火，出炉淬火冷却要快，可采用强吹风、喷雾、淬液等方法，另外在奥氏体的“海湾区”，即低于500℃设立第二应力释放台阶，待经上述处理的磨球温度降至此台阶，立即脱离强冷却介质，放慢冷却速度，对于直径≥80毫米的磨球，任其空冷，对于直径小于80毫米的磨球则采取措施，防止降温过快，当磨球冷至50℃～70℃时立即回火。2.根据权利要求1中所述的，其特征在于，该工艺方法也适用于低铬铸铁磨球的热处理。全文摘要一种热处理的工艺方法，特别是，改革了传统的磨球热处理工艺方法，解决了现有技术中均采用高温淬火工艺处理磨球，致使其组织与性能失调，γ文档编号C21D1/18GK1062174SQ9111176公开日1992年6月24日 申请日期1991年12月18日 优先权日1991年12月18日专利技术者杨和轩 申请人:杨和轩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理工艺方法，特别是高铬铸铁磨球的变温淬火工艺方法，将高铬铸铁磨球加至高温并淬火，其特征在于，将磨球加热至９６０℃～１０５０℃，保持２～４小时后，降温至第一应力释放台阶，即７１５℃～８００℃并保温３～４小时，然后出炉淬火，出炉淬火冷却要快，可采用强吹风、喷雾、淬液等方法，另外在奥氏体的“海湾区”，即低于５００℃设立第二应力释放台阶，待经上述处理的磨球温度降至此台阶，立即脱离强冷却介质，放慢冷却速度，对于直径≥８０毫米的磨球，任其空冷，对于直径小于８０毫米的磨球则采取措施，防止降温过快，当磨球冷至５０℃～７０℃时立即回火。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨和轩，
申请(专利权)人：杨和轩，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]