專利名稱：：高鉻鑄鐵磨球的變溫淬火工藝方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種熱處理工藝方法，特別是高鉻鑄鐵磨球的變溫淬火工藝方法。高鉻鑄鐵磨球(以下簡稱磨球)是球磨機的理想研磨體。然而，其抗磨性欲得以充分發(fā)揮，由需要靠正確的熱處理工藝來保證?，F(xiàn)有技術中均勻慣于采用高溫淬火工藝來處理磨球，即將其加熱到960℃～1020℃后，用連續(xù)冷卻的方法淬成HRc≥58的高硬度。顯然，此時磨球上產(chǎn)生很大的內(nèi)應力。由于應力壓迫，過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度不得不向下推移，Ms點降低，一些奧氏體冷至室溫也沒有轉(zhuǎn)變，成為殘余奧氏體(γR)，呈條塊狀聚集在枝晶區(qū)的富碳、鉻圈內(nèi)。一般地說，高溫淬火后，直徑大于80毫米的磨球中有10%以上的γR。小球上的則更多，有時高達30%，成為名副其實的馬-奧混合組織。組織的失常必然導致性能的失調(diào)。所以，經(jīng)高溫淬火的磨球存有嚴重的“后天失調(diào)”的現(xiàn)象抗破壞能力低下，3.5米落球試驗的打擊一般不足12，000次;運行中不能承受10小時球磨機空打。所以，用它研磨水泥熟料，疲勞剝落加磨耗，球耗量一般在50～80克/噸，將高鉻鑄鐵的抗磨優(yōu)勢淹沒了。個別經(jīng)高溫淬火的磨球雖磨耗量也較低，但那是依靠投入提高Ms點元素而換取的，其價格昂貴。這是國產(chǎn)磨球與進口磨球的差別之所在，也是我國磨球不能大量打入國際市場的主要原因。本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中的不足之處，改革傳統(tǒng)的磨球熱處理工藝方法，而提供一種高鉻鑄鐵磨球的變溫淬火工藝方法，比變溫淬火取代高溫淬火，使國產(chǎn)磨球進入國際先進行列。本發(fā)明的技術解決方案是將磨球加熱到960℃～1050℃，并保持2～4小時后，用推桿式連續(xù)爐或用隨爐降溫，或用轉(zhuǎn)換爐子的辦法，把溫度降至本發(fā)明所設立的第一應力釋放臺階，即715℃～800℃，并保溫3～4小時，然后出爐淬火。為躲過珠光體“鼻子”，出爐淬火冷卻要快，可采用強吹風、噴霧、淬液等方法。此外，尚需在奧氏體的“海灣區(qū)”，即低于500℃，設立第二應力釋放臺階。待經(jīng)上述處理的磨球溫度降至此臺階，立即脫離強冷卻介質(zhì)，放慢冷卻速度。對于直徑≥80毫米的磨球，任其空冷;對于直徑小于80毫米的磨球則采取措施，防止降溫過快。當磨球冷至50℃～70℃時立即回火，以防止陳化穩(wěn)定效應。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點1、變溫淬火有兩個應力釋放臺階，冷卻中產(chǎn)生的應力隨即得以釋放，在松懈的環(huán)境中，無論是高、中、低溫，過冷奧氏體均有充裕的分解機會，因而其組織與性能達到了綜合平衡的狀態(tài)。2、經(jīng)低溫回火，磨球表面殘余的壓應力就在-13Kgf/MM2安全值之內(nèi)。3、γR小于5%，磨球沒有淬火馬氏體形成所導致的不良后果。4、基體上析出不同層次的二次碳化物而得到強化，尤其得到韌化。疲勞裂紋不易萌生，也不易失穩(wěn)而擴張。5、基體上奧氏體二次晶界消失。6、結晶時在M7C3邊界產(chǎn)生的成份偏析基本緩解，M7C3部分解體釋放的碳、鉻已經(jīng)擴散，并也析出了彌散的二次碳化物。說明此時的邊界組織已是與枝晶中心形態(tài)相同的馬氏體，M7C3的支撐條件顯著改善。7、基體上彌散著第二抗磨相，磨粒很難直接接觸它們之間的基體，抗磨性改善。8、這些優(yōu)勢保證了磨球有優(yōu)異的抗破壞能力，幾乎不發(fā)生脆性破壞。所以，它在3.5米落球試驗中，打擊都超過了25，000次;在運行中，亦能承受20小時球磨機空打。用它研磨水泥熟料，球耗量均小于20克/噸，說明這種磨球具有抗磨的優(yōu)勢。本發(fā)明下面結合實施例作進一步的詳述取一組成份為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的高鉻鑄鐵水用金屬型澆成直徑為80毫米的磨球一批，分兩組淬火。一組將磨球加熱到980℃±10℃，并保持3小時后出爐強吹風冷至室溫;另一組將磨球加熱到980℃±10℃，并保持2小時后，隨爐降溫至800℃±20℃，再保持1.5小時后出爐強吹風冷至450℃±20℃，然后空冷至50℃～70℃。將兩組磨球在同一回火爐中于280℃±20℃回火4小時，而后用線切割機從球體抽芯取樣，磨楊標準試樣測定性能，其數(shù)據(jù)如下表</tables>從表面看出，變溫淬火與高溫淬火相比，前者的表面殘余壓應力是后者的1/5，γR量是1/4，落球次數(shù)高1.13倍。盡管后者的沖擊值稍高，但斷口卻是脆性的，比解理和準解理為主要特征;前者的斷口是韌性的，有剪切唇，比韌窩為主要特征。本發(fā)明的變溫淬火工藝方法也適用于低鉻鑄鐵磨球的熱處理。權利要求1.一種熱處理工藝方法，特別是高鉻鑄鐵磨球的變溫淬火工藝方法，將高鉻鑄鐵磨球加至高溫并淬火，其特征在于，將磨球加熱至960℃～1050℃，保持2～4小時后，降溫至第一應力釋放臺階，即715℃～800℃并保溫3～4小時，然后出爐淬火，出爐淬火冷卻要快，可采用強吹風、噴霧、淬液等方法，另外在奧氏體的“海灣區(qū)”，即低于500℃設立第二應力釋放臺階，待經(jīng)上述處理的磨球溫度降至此臺階，立即脫離強冷卻介質(zhì)，放慢冷卻速度，對于直徑≥80毫米的磨球，任其空冷，對于直徑小于80毫米的磨球則采取措施，防止降溫過快，當磨球冷至50℃～70℃時立即回火。2.根據(jù)權利要求1中所述的高鉻鑄鐵磨球的變溫淬火工藝方法，其特征在于，該工藝方法也適用于低鉻鑄鐵磨球的熱處理。全文摘要一種熱處理的工藝方法，特別是高鉻鑄鐵磨球的變溫淬火工藝方法，改革了傳統(tǒng)的磨球熱處理工藝方法，解決了現(xiàn)有技術中均采用高溫淬火工藝處理磨球，致使其組織與性能失調(diào)，γ文檔編號C21D1/18GK1062174SQ9111176公開日1992年6月24日申請日期1991年12月18日優(yōu)先權日1991年12月18日發(fā)明者楊和軒申請人:楊和軒