不同合金高鉻鑄鐵板錘的調質熱處理工藝的製作方法
2023-05-10 19:42:16
專利名稱：不同合金高鉻鑄鐵板錘的調質熱處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於合金鑄鐵的熱處理領域，尤其是涉及一種板錘的熱處理工藝。
背景技術：
板錘是破碎機中常用的易損件之一。其特點是破碎的石料呈多邊形且帶有尖角， 通常用於高品級公路和高速鐵路，具有廣闊的市場需求。這樣，對破碎石料的要求使得對破 碎機中板錘的品質有較高的要求，首先必須具備很高的耐磨性和高硬度；同時也要具有一 定的韌性，從而保證運行中不破損或破損較少，期望具有較長的使用壽命。現有技術中，板錘的常用材質多為高鉻鑄鐵，通過在高鉻鑄鐵成分中添加不同的 合金元素如Mn、Mo、Ti、V、W、Nb等進行合金化，能夠使高鉻鑄鐵具備了高硬度和韌性的配 合。但是，添加元素如鉬、鎢、鈮等元素價格昂貴，資源需要保護，不適合過多使用。因此，如 何合理地設定這些合金元素的添加用量，通過配合鑄造，特別是熱處理工藝，使得板錘既能 保證所需的綜合性能、同時又能降低合金元素用量、保護並節約資源，降低生產成本，達到 規模生產的目的是本發明要解決的技術問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種不同合金高鉻鑄鐵板錘的調質熱處理工藝，該通過對不 同的合金高鉻鑄鐵板錘進行調質處理，極大地提高了合金的韌性和硬度，使合金的綜合性 能得以改善，顯著延長了板錘的使用壽命，同時能減少一些昂貴添加金屬元素的使用量。本發明的不同合金高鉻鑄鐵板錘的調質熱處理工藝，包括以下步驟1)將不同合金高鉻鑄鐵板錘於高溫電爐中加熱到950-1050°C的溫度並保溫3-5 小時，溫度誤差控制為士20°C，然後根據板錘的規格、成分及使用要求和季節，分別採取靜 置、吹風(如勁風)或噴霧進行快速空冷正火。2)將正火後的板錘在高溫回火爐中進行350_500°C回火處理3_5小時，調質溫度 誤差控制為士20°C，回火處理氣氛為空氣；其中，所述合金高鉻鑄鐵板錘的合金高鉻鑄鐵成分包括Crl5、Cr20、Cr26的合金
高鉻鑄鐵。進一步地，步驟1)中的加熱速度為50_80°C /小時。在不高於500°C的低溫段應 更加緩慢加熱，例如50°C /小時的加熱速度，避免應力開裂。進一步地，基於合金的重量以重量百分比計，所述合金高鉻鑄鐵板錘的Crl5合金 高鉻鑄鐵的成分具體為C 2. 85-3. 08 % ；Si 0. 38-0. 52 % ；Mn 0. 85-1. 06 % ；Cr 15. 50-17. 32 % ； MoO. 51-1. 23% ；Cu 0. 50-0. 90% ；Re (稀土元素)0. 1-0. 3% ；P ( 0. 05% ；S ( 0. 04% ；其中，Crl5合金高鉻鑄鐵的上述具體成分中還可以進一步根據破碎石料類型添加 Ni約0. 61% ；Ti約0. 08%和/或V約0. 12%。例如以下成分的具體一種C 3. 40%,Si 0. 38%,Mn 0. 96%,Cr 15. 50%,Mo 0. 51%,Cu 0. 86%,P 0. 04%,
3S 0. 04%, Re 0. 2% ；或C 2. 85%、Si 0. 42 %, Mn 1. 06 Cr 16. 58%、Mo 0.52%、Cu 0. 90 Ti 0. 08%, V 0. 12%,P 0. 04%, S 0. 035%, Re 0.2%。進一步地，基於合金的重量以重量百分比計，所述合金高鉻鑄鐵板錘的Cr20合金 高鉻鑄鐵的成分具體為C 2. 95%、Si 0. 56 %, Mn 0. 94 %, Cr 19. 98%、Mo 1.51%、Ti 0.076 %、V 0. 12%,P 0. 041%, S 0. 032%, Re 0.25%。進一步地，基於合金的重量以重量百分比計，所述合金高鉻鑄鐵板錘的Cr26合金 高鉻鑄鐵的成分具體為C 2. 55%、Si 0. 48 %, Mn 1. 02 Cr 28. 20 %、Ni 1.20%、Cu 0.81%、Ti 0. 13%, V 0. 24%, P 0. 045%, S 0. 038%, Re 0. 25%。此外，根據上述板錘的成分和韌性要求，適當調整空冷正火和回火溫度。與現有技術相比，由於採用合理的成分配比，並且進行了針對性的調質處理，在盡 量少影響硬度的前提下，顯著改善板錘的韌性，例如使室溫衝擊韌性從3-10焦耳/平方釐 米的範圍內加以調整，從而減少板錘在使用中的破損、掉塊以及提前失效。
圖1為本發明的板錘的調質工藝示意圖。
具體實施例方式以下結合具體實施方式
對發明進行詳細說明，以便更好地理解本發明的內容。實施例1 通遼某碎石廠1212反擊式破碎機，破碎石料為石灰巖，其石質較軟，且衝擊不大， 我們設計以下成分的板錘)C Si Mn Cr Mo Cu PSRe3. 40 0. 38 0. 96 15. 50 0. 51 0. 86 彡 0. 05 彡 0. 04 0. 2將上述合金成分的板錘在高溫電爐中以30°C /小時加熱到500°C (低溫段)，再 以50°C /小時的加熱速度加熱到950°C的溫度，並保溫4小時，溫度誤差控制為士20°C，然 後在風扇直吹下快速空冷正火，然後將正火後的板錘在高溫回火爐中進行350°C回火處理 5小時，調質溫度誤差控制為士20°C，回火處理氣氛為空氣；該經過調質處理的板錘經通遼碎石廠使用3個月後，粉石灰巖5萬立方米，用戶非 常滿意，與同等價格的其它板錘相比，提高耐磨性34%。實施例2 朝陽地區興隆碎石廠，1414反擊式破碎機也是破碎石灰巖，入料粒度大，故衝擊較 大，我們在強韌性方面做了調整，使用效果非常好，成分如下(wt%)C Si Mn Cr Mo Cu Ti V P SRe2.85 0.42 1.06 16. 58 0. 52 0.90 0.08 0. 12 0.04 0.035 0. 2將上述合金成分的板錘在高溫電爐中以45°C /小時加熱到500°C (低溫段)，再以 70°C/小時的加熱速度加熱到1000°C的溫度，並保溫5小時，溫度誤差控制為士20°C，然後在強力風扇直吹下快速空冷正火，在夏季還應適當加以噴霧，然後將正火後的板錘在高溫 回火爐中進行450°C回火處理4小時，調質溫度誤差控制為士20°C，回火處理氣氛為空氣；該經過調質處理的板錘經通遼碎石廠使用3個月後，粉石灰巖4萬立方米，用戶非 常滿意，與同等價格的其它板錘相比，提高耐磨性36%。實施例3 內蒙扎魯特旗紅光碎石廠，1070反擊破，破碎花崗巖，石質較硬，入料粒度不大，衝 擊較小，我們調整了成分結構並進行本發明的調質處理，經二次試驗取得了較好的效果，在 原基礎上提高耐磨性38%，最終確定成分如下(wt%):C Si Mn Cr Mo Cu Ni Nd Re PS3.08 0. 52 0.85 17. 32 1. 23 0. 50 0.61 0. 2 0. 2 0.032 0.035將上述合金成分的板錘在高溫電爐中以40°C /小時加熱到500°C (低溫段)，再 以80°C /小時的加熱速度加熱到1050°C的溫度並保溫4小時，溫度誤差控制為士20°C，在 強力風扇直吹下快速空冷正火，然後將正火後的板錘在高溫回火爐中進行500°C回火處理 5小時，調質溫度誤差控制為士20°C，回火處理氣氛為空氣；實施例4 遼陽弓長嶺鐵礦，1315反擊破碎機，破碎鐵礦石，由於板錘厚大，尺寸如下 800 X 440 X 140原來採用Crl5系列，使用均不理想，經改為Cr20系列，又在成分上做些調整 並進行本發明的調質處理，提高功效80%，得到用戶的一致認可，成分如下(wt%)C Si Mn Cr Mo Ti V PSRe2.95 0. 56 0.94 19.98 1. 51 0.076 0. 12 0.041 0.032 0. 25將上述合金成分的板錘在30°C /小時加熱到500°C (低溫段)，再以75°C /小時 的加熱速度高溫電爐中加熱到1050°C的溫度並保溫5小時，溫度誤差控制為士20°C，出爐 在強力風扇直吹下快速空冷正火，然後將正火後的板錘在高溫回火爐中進行500°C回火處 理5小時，調質溫度誤差控制為士20°C，回火處理氣氛為空氣；實施例5 河北宣化水泥廠1010反擊破，主要破碎熟料，幾年來一直使用Cr20材質板錘， 產量較低，更換頻繁，我們經採用Cr26材質，並且在成分上作了重點調整，主要是Cr提到 27. 5-28. 5，並結合本發明的調質處理工藝進行處理，使耐磨性能有了很大的提高，增加功 效40%，具體成分如下(wt% )C Si Mn Cr Ni Cu Ti V PSRe2. 55 0.48 1.02 28. 20 1. 20 0.81 0. 13 0. 24 0.045 0.038 0. 25將上述合金成分的板錘在高溫電爐中以30°C /小時加熱到500°C (低溫段)，再以 60°C /小時的加熱速度加熱到1030°C的溫度並保溫4小時，溫度誤差控制為士20°C，出爐 後立即在強力風扇直吹下快速空冷正火，在夏季還應適當加以噴霧，然後將正火後的板錘 在高溫回火爐中進行480°C回火處理4小時，調質溫度誤差控制為士20°C，回火處理氣氛為
空氣；通過本發明的不同合金高鉻鑄鐵板錘的調質熱處理工藝，使得破碎機中的板錘的 綜合性能得以改善，能夠根據工況的使用要求，合理地調整高鉻鑄鐵裡的合金元素成分，並 能充分發揮硬度、提高板錘的耐磨性，並顯著提高板錘的使用壽命，同時該調質熱處理工藝能夠使板錘得到足夠的韌性，不產生提前破損，提高破碎機整體的使用壽命，取得顯著的經 濟效益。 儘管上文對本發明的具體實施方式
給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是， 我們可以依據本發明的構想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作 用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本發明的保護範圍之內。
權利要求
不同合金高鉻鑄鐵板錘的調質熱處理工藝，包括以下步驟1)將不同合金高鉻鑄鐵板錘於高溫電爐中加熱到950 1050℃的溫度並保溫3 5小時，溫度誤差控制為±20℃，然後根據板錘的規格、成分及使用要求和季節，採取靜置、吹風或噴霧方式進行快速空冷正火；2)將正火後的板錘在高溫回火爐中進行350 500℃回火處理3 5小時，調質溫度誤差控制為±20℃，回火處理氣氛為空氣；其中，所述合金高鉻鑄鐵板錘的合金高鉻鑄鐵成分包括Cr15、Cr20、Cr26的合金高鉻鑄鐵。
2.如權利要求1所述的調質熱處理工藝，其特徵在於，步驟1)中的加熱速度為 50-800C /小時，在不高於500°C的低溫段應採用低於50°C /小時的加熱速度加熱，避免應 力開裂。
3.如權利要求1或2所述的調質熱處理工藝，其特徵在於，基於合金的重量以重量百分 比計，所述Crl5合金高鉻鑄鐵的成分具體為C 2. 85-3. 08 % ；Si 0. 38-0. 52 % ；Mn 0. 85-1. 06 % ；Cr 15. 50-17. 32 % ； MoO. 51-1. 23% ；Cu 0. 50-0. 90% ；Re 0. 1-0. 3% ；P 彡 0. 05% ；S 彡 0. 04%。
4.如權利要求3所述的調質熱處理工藝，其特徵在於，其中，Crl5合金高鉻鑄鐵的還可 以進一步根據破碎石料類型添加Ni 0.61% ；Ti 0.08%和/或￥ 0.12%。
5.如權利要求3所述的調質熱處理工藝，其特徵在於，Crl5合金高鉻鑄鐵為以下成分C 3. 40%, Si 0. 38%, Mn 0. 96%, Cr 15. 50%, Mo 0. 51%, Cu 0. 86%, P 0. 04%, S 0. 04%, Re 0. 2% ；或C 2. 85%, Si 0. 42%, Mn 1. 06%, Cr 16. 58%, Mo 0. 52%, Cu 0. 90%, Ti 0. 08%, V 0. 12%,P 0. 04%,S 0. 035%, Re 0.2%。
6.如權利要求1或2所述的調質熱處理工藝，其特徵在於，基於合金的重量以重量百分 比計，所述合金高鉻鑄鐵板錘的Cr20合金高鉻鑄鐵的成分具體為C 2. 95%, Si 0. 56%, Mn 0. 94%, Cr 19. 98%, Mo 1. 51%, Ti 0. 076%, V 0. 12%, P 0. 041%, S 0. 032%, Re 0.25%。
7.如權利要求1或2所述的調質熱處理工藝，其特徵在於，基於合金的重量以重量百分 比計，所述合金高鉻鑄鐵板錘的Cr26合金高鉻鑄鐵的成分具體為C 2. 55%, Si 0. 48%, Mn 1. 02%, Cr 28. 20%, Ni 1. 20%, Cu 0. 81%, Ti 0. 13%, V 0. 24%, P 0. 045%, S 0. 038%, Re 0.25%。
8.如權利要求1或2所述的調質熱處理工藝，其特徵在於，根據板錘的成分和韌性要 求，適當調整空冷正火方式和回火溫度。
全文摘要
本發明公開了一種不同合金高鉻鑄鐵板錘的調質熱處理工藝，包括以下步驟1)將不同合金高鉻鑄鐵板錘於高溫電爐中加熱到950-1050℃的溫度並保溫3-5小時，然後快速空冷正火；2)將正火後的板錘在高溫回火爐中進行350-500℃回火處理3-5小時，回火處理氣氛為空氣；其中，所述合金高鉻鑄鐵板錘的合金高鉻鑄鐵成分包括Cr15、Cr20、Cr26的合金高鉻鑄鐵。本發明的調質熱處理充分考慮在儘量少影響硬度的前提下，改善板錘的韌性，從而減少板錘在使用中的破損、掉塊以及提前失效。
文檔編號C21D1/25GK101906517SQ200910143508
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月3日 優先權日2009年6月3日
發明者宋寶珠, 康新 申請人:康新