高铬合金铸球油淬工艺转让专利
申请号 : CN200410041736.X
文献号 : CN100590207C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 陈宗明 , 赵金华 , 沈茂林 , 汪国清
申请人 : 安徽省宁国市耐磨材料总厂
摘要 :
本发明公开了一种高铬合金铸球油淬工艺，是将高铬合金耐磨铸球、铸段加热至淬火温度出炉后，进行油冷淬火处理，油温控制在≤120℃，当产品的表面温度降至300℃以下时，使铸球、铸段离开淬火油池。采用本发明处理出来的高铬合金耐磨铸球、铸段，各项技术指标均高于国内外的同类产品，其中淬火硬度60～65HRc，中心与表面硬度差≤2.0HRc、落球实验高达30000次以上，并完全克服了淬火缺陷问题。试验和生产实践证明，用该油淬工艺处理的磨球在各种工况下的耐磨抗蚀能力显著提高，使用寿命延长。
权利要求 :
1、高铬合金铸球或铸段油淬工艺，其特征在于：是将高铬合金耐 磨铸球或铸段加热至淬火温度出炉后，进行油冷淬火处理，即将高铬合 金耐磨铸球或铸段放在活动淬火摇篮内，均匀摊开，淬火摇篮是一个 底部镂空的框架，四周有边沿，装铸球或铸段，然后随淬火摇篮浸入 油池中，淬火摇篮前后上下运动，使铸球或铸段不断滚动自如；并向 油池通风，不断搅拌油池，淬火油介质为10或20号机械润滑油， 油品的运动粘度控制在20-80×10-6m2/s的范围以内，油温控制≤ 120℃，当产品的表面温度降至300℃以下时，使铸球或铸段离开淬 火油池，淬火摇篮提起时油从镂空处流出来；所述的铸球铸段的除基 质铁以外的各组分含量为：C1.6-3.2％，Si 0.3-1.5％，Cr 10-28％，P ≤0.1％.S≤0.1％。
2、根据权利要求1所述的高铬合金铸球或铸段油淬工艺，其特 征在于淬火油介质为10或20号机械润滑油，油温控制在25-95℃， 油品的运动粘度控制在50-60×10-6m2/s的范围以内。
3、根据权利要求1所述的高铬合金铸球或铸段油淬工艺，其特 征在于采用循环强制冷却方式，控制油温在工艺许可范围内。
说明书 :
技术领域
本发明涉及合金钢及合金铸铁淬火的热处理工艺，尤其是高铬合金铸球或铸 段油淬工艺。
背景技术
合金耐磨铸球或铸段是广泛用于建材、矿山、化工、火电等行业粉体工程的 一种研磨介质，通过铸造的方法大批量生产。为了使合金耐磨铸球或铸段具有优 异的硬度、韧性、耐磨、抗蚀等综合机械性能，选择与之相适宜的热处理方法是 耐磨铸球或铸段质量控制的关键工序。
目前国内外耐磨材料行业的高铬合金的耐磨铸球或铸段在热处理工艺上基 本上采用空冷淬火(也称风淬)。风淬工艺简单，技术成熟可靠，工件淬后应力 低，产生裂纹的倾向较小。但风淬的生产效率低下，产品存在淬火不透、硬度不 匀、使用过程中容易发生失圆、剥落、破碎现象。同时，受风淬工艺的过冷度所 限，高铬合金耐磨铸球的淬火平均硬度难以达到60HRc，制约了其耐磨性能和使 用寿命的进一步提高。为此，国内外耐磨材料行业一直积极地寻求新的淬火工艺， 以提高高铬合金耐磨铸球的强韧性和耐磨抗蚀能力，但至今未能有根本性的突 破。
目前国内外耐磨材料行业的高铬合金的耐磨铸球或铸段在热处理工艺上基 本上采用空冷淬火(也称风淬)。风淬工艺简单，技术成熟可靠，工件淬后应力 低，产生裂纹的倾向较小。但风淬的生产效率低下，产品存在淬火不透、硬度不 匀、使用过程中容易发生失圆、剥落、破碎现象。同时，受风淬工艺的过冷度所 限，高铬合金耐磨铸球的淬火平均硬度难以达到60HRc，制约了其耐磨性能和使 用寿命的进一步提高。为此，国内外耐磨材料行业一直积极地寻求新的淬火工艺， 以提高高铬合金耐磨铸球的强韧性和耐磨抗蚀能力，但至今未能有根本性的突 破。
发明内容
本发明研究出一种新的适用于高铬合金铸钢及高铬合金铸铁的油淬热处理 工艺，尤其适用于高铬合金耐磨铸球或铸段的淬火处理。
本发明的技术方案如下：
高铬合金铸球油淬工艺，是将高铬合金耐磨铸球或铸段加热至淬火温度出炉 后，进行油冷淬火处理，油温控制在≤120℃，当产品的表面温度降至300℃以 下时，使铸球或铸段离开淬火油池。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于是将高铬合金耐磨铸球或铸段放 在活动淬火摇篮内，均匀摊开，然后随淬火摇篮浸入油池中，淬火摇篮前后上下 运动，使铸球或铸段不断滚动自如，并向油池通风，不断搅拌油池。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于淬火油介质为10或20号机械润 滑油，油品的运动粘度控制在20～80×10-6m2/s的范围以内。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于淬火油介质为10或20号机械润 滑油，油温控制在25～95℃，油品的运动粘度控制在50～60×10-6m2/s的范围以 内。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于所述的铸球或铸段的各组份含量 为：C1.6～3.2％，Si0.3～1.5％，Cr10～28％，P≤0.1％，S≤0.1％，其它元素微量。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于所述的铸球或铸段用铸钢代替。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于采用循环强制冷却方式，控制油 温在工艺许可范围内。
为了保证油淬产品质量的均一性，本发明采用专用工装和自动控制技术严格 控制油温和淬火时间，并使产品在淬火的过程中能够滚动自如，均匀冷却。同时 采用循环强制冷却装置，确保池中油温在工艺许可的范围内。整个淬火过程采用 PLC控制，以确保油温、淬火时间等参数的最优化。
通过以上技术措施，使高铬合金铸球油淬工艺得以实现，高铬合金耐磨铸球 或铸段的淬火质量及效率显著提高，生产成本也有一定程度的降低。
采用本发明处理出来的高铬合金耐磨铸球或铸段，各项技术指标均高于国内 外的同类产品，其中淬火硬度60～65HRc，中心与表面硬度差≤2.0HRc、落球 实验高达30000次以上，并完全克服了淬火缺陷问题。试验和生产实践证明，用 该油淬工艺处理的磨球在各种工况下的耐磨抗蚀能力显著提高。使用寿命延长， 可为用户创造出更多的经济效益。
本发明的技术方案如下：
高铬合金铸球油淬工艺，是将高铬合金耐磨铸球或铸段加热至淬火温度出炉 后，进行油冷淬火处理，油温控制在≤120℃，当产品的表面温度降至300℃以 下时，使铸球或铸段离开淬火油池。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于是将高铬合金耐磨铸球或铸段放 在活动淬火摇篮内，均匀摊开，然后随淬火摇篮浸入油池中，淬火摇篮前后上下 运动，使铸球或铸段不断滚动自如，并向油池通风，不断搅拌油池。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于淬火油介质为10或20号机械润 滑油，油品的运动粘度控制在20～80×10-6m2/s的范围以内。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于淬火油介质为10或20号机械润 滑油，油温控制在25～95℃，油品的运动粘度控制在50～60×10-6m2/s的范围以 内。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于所述的铸球或铸段的各组份含量 为：C1.6～3.2％，Si0.3～1.5％，Cr10～28％，P≤0.1％，S≤0.1％，其它元素微量。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于所述的铸球或铸段用铸钢代替。
所述的高铬合金铸球油淬工艺，其特征在于采用循环强制冷却方式，控制油 温在工艺许可范围内。
为了保证油淬产品质量的均一性，本发明采用专用工装和自动控制技术严格 控制油温和淬火时间，并使产品在淬火的过程中能够滚动自如，均匀冷却。同时 采用循环强制冷却装置，确保池中油温在工艺许可的范围内。整个淬火过程采用 PLC控制，以确保油温、淬火时间等参数的最优化。
通过以上技术措施，使高铬合金铸球油淬工艺得以实现，高铬合金耐磨铸球 或铸段的淬火质量及效率显著提高，生产成本也有一定程度的降低。
采用本发明处理出来的高铬合金耐磨铸球或铸段，各项技术指标均高于国内 外的同类产品，其中淬火硬度60～65HRc，中心与表面硬度差≤2.0HRc、落球 实验高达30000次以上，并完全克服了淬火缺陷问题。试验和生产实践证明，用 该油淬工艺处理的磨球在各种工况下的耐磨抗蚀能力显著提高。使用寿命延长， 可为用户创造出更多的经济效益。
附图说明
附图为本发明淬火摇篮结构示意图。
具体实施方式
本发明主要涉及φ6.5～φ130高铬合金耐磨铸球或铸段在油介质中进行淬 火处理。其实现过程如下：
1、高铬合金耐磨铸球或铸段在推杆式连续加热炉内加热至淬火温度(920～1150 ℃)，出炉后放置于活动的淬火摇篮1上(参见附图)，并使其均匀摊开。
2、启动摇篮控制机构，使淬火摇篮前后上下运动，以确保高铬合金耐磨铸球或 铸段能够在其上滚动自如。
3、将活动淬火摇篮浸没于油池2(参见附图)中对高铬合金耐磨铸球或铸段进 行油冷淬火处理，淬火介质为10或20号机械润滑油，油温控制在不超过120℃， 油品的运动粘度控制在20～80×10-6m2/s的范围以内。淬火摇篮前后上下运动， 以确保高铬合金耐磨铸球或铸段能够在其上不断滚动，均匀淬火，同时采用强制 冷却循环系统(比如水冷热交换器)，保持油温达到工艺要求。
4、当产品的表面温度降至300℃以下时，将活动淬火摇篮升起，使产品离开淬 火油池。(本工艺中采用的淬火摇篮是一个底部缕空的框架，四周有边沿，装铸 球或铸段，但提起时油从缕空处流出来。)
5、关闭活动淬火摇篮的控制机构，将产品置于容器中转入下一工序。
1、高铬合金耐磨铸球或铸段在推杆式连续加热炉内加热至淬火温度(920～1150 ℃)，出炉后放置于活动的淬火摇篮1上(参见附图)，并使其均匀摊开。
2、启动摇篮控制机构，使淬火摇篮前后上下运动，以确保高铬合金耐磨铸球或 铸段能够在其上滚动自如。
3、将活动淬火摇篮浸没于油池2(参见附图)中对高铬合金耐磨铸球或铸段进 行油冷淬火处理，淬火介质为10或20号机械润滑油，油温控制在不超过120℃， 油品的运动粘度控制在20～80×10-6m2/s的范围以内。淬火摇篮前后上下运动， 以确保高铬合金耐磨铸球或铸段能够在其上不断滚动，均匀淬火，同时采用强制 冷却循环系统(比如水冷热交换器)，保持油温达到工艺要求。
4、当产品的表面温度降至300℃以下时，将活动淬火摇篮升起，使产品离开淬 火油池。(本工艺中采用的淬火摇篮是一个底部缕空的框架，四周有边沿，装铸 球或铸段，但提起时油从缕空处流出来。)
5、关闭活动淬火摇篮的控制机构，将产品置于容器中转入下一工序。