專利名稱：一種低鉻多元合金鑄及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉻合金鑄鋼及鉻合金鑄鐵淬火的熱處理工藝，尤其涉及一種低鉻多元合金鑄球及其淬火熱處理工藝。技術(shù)背景
鉻合金鑄球是廣泛應(yīng)用于水泥、火電、磁粉、選礦等粉體工程的一種研磨介質(zhì)，為了提高鉻合金鑄球、鑄段的硬度、韌性、耐蝕等綜合機械性能，降低在使用中的消耗，各生產(chǎn)企業(yè)及科研單位均在不但地探索和研發(fā)新工藝，因此選擇合適的熱處理工藝是提高鉻合金鑄球、鑄段的關(guān)鍵。
目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的鉻系合金鑄球分為三種高鉻合金鑄球、鑄段，低鉻合金鑄球、 鑄段，低鉻合金鑄球、鑄段。中國專利200410041736X公布了高鉻合金鑄球油淬工藝，通過該工藝處理后的高鉻合金鑄球、鑄段，硬度高，但產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，且高鉻合金鑄球、鑄段的合金含量高，成本高，鉻資源消耗大；低鉻合金鑄球、鑄段合金含量低，成本低，但產(chǎn)品硬度低，沖擊韌性低，綜合機械性能較差，用戶使用成本高；低鉻合金鑄球、鑄段成本適中，但目前國內(nèi)外均只是對產(chǎn)品進行一次低溫回火處理，鑄態(tài)組織得不到改變，其硬度、韌性、抗磨損等綜合機械性能均不夠理想。為此，須尋求一種新的熱處理技術(shù)，以提高低鉻合金鑄球、 鑄段的硬度、沖擊韌性及綜合機械性能、降低生產(chǎn)成本，節(jié)約合金資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了彌補已有缺陷的不足，提供了一種低鉻多元合金鑄球及其油淬熱處理工藝，采用該工藝處理的低鉻多元合金鑄球其硬度高、韌性及綜合性能好，性價比高，不僅為國家節(jié)約大量的鉻合金資源，也為用戶降低了運行成本。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種低鉻多元合金鑄球，其特征在于所述低鉻多元合金鑄球中含有下列化學(xué)成分，各成分的重量百分比為
碳1.9-2. 2%, :0. 75-0. 82%，錳:0. 22-0. 9%，鉻:2. 2-2. 5%，磷0. 02%, 硫彡 0. 02%，銅:0. 04-0. 05%鑰:0. 02-0. 03%,If :0. 02-0. 03%，鎢:0. 01-0. 02%，余量為鐵。
如權(quán)利要求I所述的低鉻多元合金鑄球的制備方法，具體包括如下步驟
(I)首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中先行熔化，升溫至1450_1550°C，再加入硅、錳、 鉻、銅、鑰、鎳、鎢合金達到所要求的化學(xué)成分，然后將鑄球總重量0. 13-0. 15%的塊狀釔基重稀土復(fù)合變質(zhì)劑放入鐵水包，用鐵水沖熔并靜置5-8分鐘，以對鐵水進行變質(zhì)及孕育處理，處理后的鐵水使用鑄造直讀光譜儀側(cè)定其化學(xué)元素含量，合格鐵水則通過恒溫澆鑄裝置澆注到磨球鑄模中，冷卻10-15分鐘后開模，得到鑄態(tài)低鉻多元合金鑄球；
(2)將剛從鑄模中取出的鑄態(tài)低鉻多元合金鑄球定量裝入專用淬火框中，而后放于淬火爐內(nèi)進行加熱，加熱至950-1000°C后，保溫2小時-3小時；
(3)將加熱保溫后的低鉻多元合金鑄球倒進淬火搖床內(nèi)，然后隨淬火搖床沉入淬火油中，隨著淬火搖床的上下運動和搖動，使鑄球、鑄段滾動自如,并不斷攪拌油池；
(4)待高硬度低鉻多元合金鑄球表面溫度降到240°C以下時，產(chǎn)品離開油池，終止油冷，并將產(chǎn)品倒進料筐中吊往臺車爐中回火，回火溫度500-600°C，回火時間6-10小時；
(5)回火結(jié)束后，將高硬度低鉻多元合金鑄球放入有機淬火液中，待高硬度低鉻多元合金鑄球表面溫度降到140°C以下時，取出自然冷卻，即可；
所述的有機淬火液由下列組分混合而成=N22機械油55-65%，聚乙烯醇25_35%， 10% ZFT淬火油復(fù)合添加劑。
所述的低鉻多元合金鑄球制備方法，其特征在于步驟(3)所述的淬火油為等溫淬火油，淬火油在40°C時的運動粘度45-125mm2/s，閃點在180-230°C，油溫控制在 80-140 0C o
北京聯(lián)創(chuàng)嘉業(yè)科技有限公司深圳分公司出品的ZFT淬火油復(fù)合添加劑是棕褐色粘稠液體，由多種添加劑復(fù)合而成，添加劑在機械油中可與專用淬火油相媲美。
本產(chǎn)品具有良好的熱氧化安定性，可明顯提高油品的使用壽命。淬火后工件表面光潔，并可獲得較滿意的硬度，同時具有一定的防銹能力。
I.根據(jù)油品冷速情況，選擇適量的復(fù)合添加劑，加入到N15機械油中(石蠟基效果更為顯著)，攪拌均勻后即可使用。
2.亦可添加在舊的淬火油中使用，用量應(yīng)根據(jù)油品的冷卻性能情況而定。并在添加前將油槽底部沉積物、水份清除后使用。
3.在N15機械油中的推薦用量為(重量比)10%。
粘度(40°C )mm/s不大于20閃點(開口)不小于(°c)150水份％0. I殘?zhí)及俜直炔淮笥贗. 5添加在N15機械油中ZFT 10%冷卻性能特性溫度不小于°c600冷卻性能800-400°C秒不大于4. 5
為確保油淬低鉻多元合金鑄球的均勻性，本發(fā)明采用了專用工裝和全工藝過程的自動化控制技術(shù)，嚴(yán)格控制爐內(nèi)溫度、各溫區(qū)保溫時間、油溫、產(chǎn)品表面溫度及淬火時間的最佳參數(shù)，使鑄球、鑄段在淬火時滾動自如，均勻冷卻。采用了板式熱交換器強冷方式，將油溫控制在工藝允許范圍內(nèi)，而且配備了油質(zhì)檢測系統(tǒng)，保證了淬火油的最佳技術(shù)參數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點是
I.采用本發(fā)明可實現(xiàn)低鉻多元合金鑄球油淬，解決了低鉻多元合金鑄球鑄態(tài)使用質(zhì)量欠佳問題。
2.采用本發(fā)明處理的低鉻多元合金鑄球各項技術(shù)指標(biāo)均創(chuàng)下了新的世界先進水平，其中產(chǎn)品無裂紋，硬度達58-61HRC，落球沖擊試驗次數(shù)超過25000次，心部與表面硬度差<=2HRC。
3.采用本發(fā)明處理的低鉻多元合金鑄球質(zhì)量指標(biāo)與高鉻合金鑄球同等，但成本比高鉻合金鑄球低。
4.采用本發(fā)明處理的低鉻多元合金鑄球與現(xiàn)有公知的直接回火技術(shù)處理的低鉻多元合金鑄球相比，提高了硬度、韌性，抗疲勞沖擊壽命提高，碎球率極低。
5.采用本發(fā)明處理的低鉻多元合金鑄球使用成本低，性價比高。
6.采用本發(fā)明適用于C 120以下的低鉻多元合金鑄球在油介質(zhì)中淬火處理。
7.采用本發(fā)明適用于各種高溫加熱爐淬火處理。
具體實施例方式
一種低鉻多元合金鑄球，所述低鉻多元合金鑄球中含有下列化學(xué)成分，各成分的重量百分比為
碳1.9-2. 2%, :0. 75-0. 82%，錳:0. 22-0. 9%，鉻:2. 2-2. 5%，磷0. 02%, 硫彡 0. 02%, M 0. 04-0. 05% 鑰:0. 02-0. 03%，鎳:0. 02-0. 03%，鎢:0. 01-0. 02%，余量為鐵。
本低鉻多元合金鑄球的制備方法,具體包括如下步驟
(I)首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中先行熔化，升溫至1450_1550°C，再加入硅、錳、 鉻、銅、鑰、鎳、鎢合金達到所要求的化學(xué)成分，然后將鑄球總重量0. 13-0. 15%的塊狀釔基重稀土復(fù)合變質(zhì)劑放入鐵水包，用鐵水沖熔并靜置5-8分鐘，以對鐵水進行變質(zhì)及孕育處理，處理后的鐵水使用鑄造直讀光譜儀側(cè)定其化學(xué)元素含量，合格鐵水則通過恒溫澆鑄裝置澆注到磨球鑄模中，冷卻10-15分鐘后開模，得到鑄態(tài)低鉻多元合金鑄球；
(2)將剛從鑄模中取出的鑄態(tài)低鉻多元合金鑄球定量裝入專用淬火框中，而后放于淬火爐內(nèi)進行加熱，加熱至950-1000°C后，保溫2小時-3小時；
(3)將加熱保溫后的低鉻多元合金鑄球倒進淬火搖床內(nèi)，然后隨淬火搖床沉入淬火油中，隨著淬火搖床的上下運動和搖動，使鑄球、鑄段滾動自如,并不斷攪拌油池；
(4)待高硬度低鉻多元合金鑄球表面溫度降到240°C以下時，產(chǎn)品離開油池，終止油冷，并將產(chǎn)品倒進料筐中吊往臺車爐中回火，回火溫度500-600°C，回火時間6-10小時；
(5)回火結(jié)束后，將高硬度低鉻多元合金鑄球放入有機淬火液中，待高硬度低鉻多元合金鑄球表面溫度降到140°C以下時，取出自然冷卻，即可；
所述的有機淬火液由下列組分混合而成=N22機械油55-65%，聚乙烯醇25_35%， 10% ZFT淬火油復(fù)合添加劑。
步驟(3)所述的淬火油為等溫淬火油，淬火油在40°C時的運動粘度45-125mm2/s， 閃點在180-230°C，油溫控制在80-140°C。
本發(fā)明工藝所制得的鑄磨球的力學(xué)性能和抗磨性能大幅度提高，硬度穩(wěn)定在 HRc58-62，落球沖擊試驗次數(shù)超過18000次。與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比，本發(fā)明磨球的鉻含量平均降低，而硬度、落球沖擊疲勞次數(shù)均有很大的提高，破碎率降低50%，具體數(shù)據(jù)如表I。
表I
權(quán)利要求
1.低鉻多元合金鑄球，其特征在于所述低鉻多元合金鑄球中含有下列化學(xué)成分，各成分的重量百分比為碳1. 9-2.2%，硅0. 75-0. 82%，錳0. 22-0. 9%，鉻2. 2-2. 5%，磷彡 0. 02%，硫 (0. 02%，銅:0. 04-0. 05% 鑰:0. 02-0. 03%,鎳:0. 02-0. 03%,鎢:0.01-0. 02%，余量為鐵。
2.如權(quán)利要求I所述的低鉻多元合金鑄球的制備方法，具體包括如下步驟(1)首先將廢鋼在中頻感應(yīng)電爐中先行熔化，升溫至1450-1550°C，再加入硅、錳、鉻、 銅、鑰、鎳、鎢合金達到所要求的化學(xué)成分，然后將鑄球總重量0. 13-0. 15%的塊狀釔基重稀土復(fù)合變質(zhì)劑放入鐵水包，用鐵水沖熔并靜置5-8分鐘，以對鐵水進行變質(zhì)及孕育處理，處理后的鐵水使用鑄造直讀光譜儀側(cè)定其化學(xué)元素含量，合格鐵水則通過恒溫澆鑄裝置澆注到磨球鑄模中，冷卻10-15分鐘后開模，得到鑄態(tài)低鉻多元合金鑄球；(2)將剛從鑄模中取出的鑄態(tài)低鉻多元合金鑄球定量裝入專用淬火框中，而后放于淬火爐內(nèi)進行加熱，加熱至950-1000°C后，保溫2小時-3小時；(3)將加熱保溫后的低鉻多元合金鑄球倒進淬火搖床內(nèi)，然后隨淬火搖床沉入淬火油中，隨著淬火搖床的上下運動和搖動，使鑄球、鑄段滾動自如,并不斷攪拌油池；(4)待高硬度低鉻多元合金鑄球表面溫度降到240°C以下時，產(chǎn)品離開油池，終止油冷，并將產(chǎn)品倒進料筐中吊往臺車爐中回火，回火溫度500-600°C，回火時間6-10小時；(5)回火結(jié)束后，將高硬度低鉻多元合金鑄球放入有機淬火液中，待高硬度低鉻多元合金鑄球表面溫度降到140°C以下時，取出自然冷卻，即可；所述的有機淬火液由下列組分混合而成=N22機械油55-65%，聚乙烯醇25-35%，10%ZFT 淬火油復(fù)合添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低鉻多元合金鑄球制備方法，其特征在于步驟(3)所述的淬火油為等溫淬火油，淬火油在40°C時的運動粘度45-125mm2/s，閃點在180_230°C，油溫控制在 80-140 0C o
全文摘要
本發(fā)明公開了低鉻多元合金鑄球，所述低鉻多元合金鑄球中含有下列化學(xué)成分，各成分的重量百分比為碳1.9-2.2%，硅0.75-0.82%，錳0.22-0.9%，鉻2.2-2.5%，磷≤0.02%，硫≤0.02%，銅0.04-0.05%鉬0.02-0.03%，鎳0.02-0.03%，鎢0.01-0.02%，釔基重稀土復(fù)合變質(zhì)劑0.13-0.15%，余量為鐵。將鑄態(tài)低鉻多元合金鑄球加熱至950—1000℃，并保溫2-3小時后進行油冷處理，待低鉻多元合金鑄球表面溫度降到250℃以下時，產(chǎn)品離開油池，終止油冷，并將產(chǎn)品放入回火爐進行回火處理。本發(fā)明解決了低鉻多元合金鑄球鑄態(tài)使用質(zhì)量欠佳問題，而且產(chǎn)品無裂紋，提高了硬度、韌性、抗疲勞沖擊壽命，消耗下降，碎球率低，為國家節(jié)約大量的鉻合金資源，也為用戶降低了運行成本。
文檔編號C21D9/00GK102534353SQ20111042525
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月17日
發(fā)明者張蔓青, 戴亮, 肖穎 申請人:銅陵市明誠鑄造有限責(zé)任公司