[发明专利]一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法，具体涉及一种改善高铬耐磨白口铸铁Cr28机加工性能的热处理方法。

背景技术

目前国内市场要求高耐磨性工件多为高锰钢铸件。高锰钢由于其具有良好的形变强化能力与高的韧性而获得广泛应用。但高锰耐磨钢由于其基体硬度低、高硬度耐磨特殊碳化物质点少而导致耐磨性并不太高，从而使其在要求使用性能极高、工作条件极度恶劣的生产环境中使用寿命短、更换频繁。

而六十年代出现的高铬低碳耐磨白口铸铁Cr28，虽然其硬度高、耐磨性好，但是由于以下原因限制了该材料生产使用：韧性太低、脆性大，在使用过程中易断裂；基体中分布的高硬度、高耐磨性质点因其形态为粗大条状、分布不均匀，而造成其硬度不均匀，耐磨性也没有达到最高；同时由于Cr28铸态硬度高、退火硬度均不低于HRC50而无法对其进行机加工。

发明内容

本发明的目的是为了改善现有高铬低碳耐磨白口铸铁Cr28的机械加工性能，从而方便对其进行加工使用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种高铬耐磨白口铸铁Cr28的热处理方法，包括以下步骤：

（1）淬火：将高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1000-1050℃，加热保温1.5-3h，然后空冷到室温；

（2）高温回火：将步骤（1）中淬火后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至710-730℃，回火保温时间1.5-2h，空冷至室温，即得改善机加工性能后的高铬耐磨白口铸铁Cr28。其中，高温回火的优选温度为720℃，回火保温时间优选为2h。

对改善机加工性能后的高铬耐磨白口铸铁Cr28还可进行如下热处理：

a、机加工：将上述改善机加工性能后的高铬耐磨白口铸铁Cr28加工成所需工件；

b、淬火：将步骤a得到的工件加热至1000-1050℃，加热保温1.5-3h，然后空冷至室温；

c、低温回火：将步骤b中淬火后的工件加热至450-500℃，回火保温1.5-2h，空冷至室温；

d、二次低温回火：重复步骤c的低温回火过程。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明找到了使高铬耐磨白口铸铁Cr28硬度最低的热处理温度，称为临界温度，高于临界温度进行热处理然后空冷（或者油冷等其他冷却方法），都会由于铬耐磨白口铸铁Cr28高合金含量（这些合金提高了合金的淬透性）而发生淬火，生成高硬度马氏体组织，温度越高，生成马氏体量越多，硬度越高，从而合金的硬度无法降到HRC50以下；如果低于临界温度进行热处理然后冷却，那么组织会发生回火转变，热处理温度越低，回火转变越不完全，组织中的残余马氏体越多，硬度越高。所以存在一个临界温度，在这个温度下热处理，冷却时既不会发生淬火，又能达到最大限度的回火。我们通过实验确定临界温度为710-730℃。而临界温度的保温时间的确定是考虑硬度和生产成本综合因素决定的，在临界温度保温时间越长硬度越低，但生产成本会逐步升高，而保温1.5-3h后，硬度即降至46-47HRC，已能满足机加工的要求。考虑上面两个因素，保温时间定为1.5-3h。

利用高铬耐磨白口铸铁Cr28回火后硬度最低的临界温度，在此温度下进行回火，较短时间保温，组织会由马氏体转变为（碳化物+回火屈氏体+回火索氏体+很少量回火马氏体），硬度由铸造后的洛氏硬度60多降低到40多，极大地改善了机加性能。再将其加工成工件后，利用淬火加低温回火，提升工件的硬度和强度，从而获得高的耐磨性，同时使晶粒细化，组织中的合金元素更加均匀；采用两次低温回火工艺，一方面消除了淬火应力，一方面会使硬度稍微回升。最终的组织不但硬度和耐磨性好，而且有很好的韧性，具有更好的抗冲击能力。

附图说明

图1为高铬耐磨白口铸铁Cr28在不同温度下回火保温2小时空冷后的洛氏硬度曲线。

由图1可以看出，高铬耐磨白口铸铁Cr28的临界温度A₁约为720℃左右，在此温度下进行高温回火，硬度可降至46-47HRC。而在高于或低于这个温度进行热处理，最终的硬度都高于这个硬度。

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

淬火：取高铬耐磨白口铸铁Cr28加热至1050℃，保温1.5h，空冷至室温；

高温回火：将淬火后的铸铁Cr28加热至720℃，保温2h，空冷至室温。

得到的铸铁Cr28硬度为46HRC。

实施例二