[发明专利]一种低铬多元合金铸及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及铬合金铸钢及铬合金铸铁淬火的热处理工艺，尤其涉及一种低铬多元合金铸球及其淬火热处理工艺。

技术背景：

铬合金铸球是广泛应用于水泥、火电、磁粉、选矿等粉体工程的一种研磨介质，为了提高铬合金铸球、铸段的硬度、韧性、耐蚀等综合机械性能，降低在使用中的消耗，各生产企业及科研单位均在不但地探索和研发新工艺，因此选择合适的热处理工艺是提高铬合金铸球、铸段的关键。

目前，国内外生产的铬系合金铸球分为三种：高铬合金铸球、铸段，低铬合金铸球、铸段，低铬合金铸球、铸段。中国专利200410041736X公布了高铬合金铸球油淬工艺，通过该工艺处理后的高铬合金铸球、铸段，硬度高，但产品性能不稳定，且高铬合金铸球、铸段的合金含量高，成本高，铬资源消耗大；低铬合金铸球、铸段合金含量低，成本低，但产品硬度低，冲击韧性低，综合机械性能较差，用户使用成本高；低铬合金铸球、铸段成本适中，但目前国内外均只是对产品进行一次低温回火处理，铸态组织得不到改变，其硬度、韧性、抗磨损等综合机械性能均不够理想。为此，须寻求一种新的热处理技术，以提高低铬合金铸球、铸段的硬度、冲击韧性及综合机械性能、降低生产成本，节约合金资源。

发明内容：

本发明的目的是为了弥补已有缺陷的不足，提供了一种低铬多元合金铸球及其油淬热处理工艺，采用该工艺处理的低铬多元合金铸球其硬度高、韧性及综合性能好，性价比高，不仅为国家节约大量的铬合金资源，也为用户降低了运行成本。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种低铬多元合金铸球，其特征在于：所述低铬多元合金铸球中含有下列化学成分，各成分的重量百分比为：

碳：1.9-2.2％，硅：0.75-0.82％，锰：0.22-0.9％，鉻：2.2-2.5％，磷：≤0.02％，硫≤0.02％，铜：0.04-0.05％钼：0.02-0.03％，镍：0.02-0.03％，钨：0.01-0.02％，余量为铁。

如权利要求1所述的低铬多元合金铸球的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)首先将废钢在中频感应电炉中先行熔化，升温至1450-1550℃，再加入硅、锰、鉻、铜、钼、镍、钨合金达到所要求的化学成分，然后将铸球总重量0.13-0.15％的块状钇基重稀土复合变质剂放入铁水包，用铁水冲熔并静置5-8分钟，以对铁水进行变质及孕育处理，处理后的铁水使用铸造直读光谱仪侧定其化学元素含量，合格铁水则通过恒温浇铸装置浇注到磨球铸模中，冷却10-15分钟后开模，得到铸态低铬多元合金铸球；

(2)将刚从铸模中取出的铸态低铬多元合金铸球定量装入专用淬火框中，而后放于淬火炉内进行加热，加热至950-1000℃后，保温2小时-3小时；

(3)将加热保温后的低铬多元合金铸球倒进淬火摇床内，然后随淬火摇床沉入淬火油中，随着淬火摇床的上下运动和摇动，使铸球、铸段滚动自如，并不断搅拌油池；

(4)待高硬度低铬多元合金铸球表面温度降到240℃以下时，产品离开油池，终止油冷，并将产品倒进料筐中吊往台车炉中回火，回火温度500-600℃，回火时间6-10小时；

(5)回火结束后，将高硬度低铬多元合金铸球放入有机淬火液中，待高硬度低铬多元合金铸球表面温度降到140℃以下时，取出自然冷却，即可；

所述的有机淬火液由下列组分混合而成：N₂₂机械油55-65％，聚乙烯醇25-35％，10％ZFT淬火油复合添加剂。

所述的低铬多元合金铸球制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的淬火油为等温淬火油，淬火油在40℃时的运动粘度45-125mm²/s，闪点在180-230℃，油温控制在80-140℃。

北京联创嘉业科技有限公司深圳分公司出品的ZFT淬火油复合添加剂是棕褐色粘稠液体，由多种添加剂复合而成，添加剂在机械油中可与专用淬火油相媲美。

本产品具有良好的热氧化安定性，可明显提高油品的使用寿命。淬火后工件表面光洁，并可获得较满意的硬度，同时具有一定的防锈能力。

1.根据油品冷速情况，选择适量的复合添加剂，加入到N15机械油中(石蜡基效果更为显著)，搅拌均匀后即可使用。

2.亦可添加在旧的淬火油中使用，用量应根据油品的冷却性能情况而定。并在添加前将油槽底部沉积物、水份清除后使用。

3.在N15机械油中的推荐用量为：(重量比)10％。