[发明专利]一种高铬铸铁磨球及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于铸铁热处理工艺领域，具体地说，涉及一种高铬铸铁磨球及其热处理方法。

背景技术

高铬铸铁是现今最好的耐磨材料，具有高强度、高韧性、高耐磨性，其含铬量在10～30％之间，具有很好的淬透性；淬火冷却时，如果冷却速度过快，会产生淬火裂纹；风冷、空冷冷速过慢，需要加入一些贵重合金元素，但冷各部分却不均匀，淬火后硬度偏低；现有技术中采用油冷却时需要选用粘度、闪点低的慢速淬火油，这种淬火油易老化、成本高、污染严重、起火危险性高，是节能环保安全的重点控制对象；现有技术中也有采用高分子水溶性聚合物作为淬火介质，通过调整该淬火液的浓度，并有效控制冷速，能使冷却速度控制在风冷与油冷之间、甚至与油冷速度相当。

中国专利申请号201410740606.9，公开日2016年6月29日的专利申请文件，公开了一种高铬铸铁的热处理工艺，包括以下步骤：A、退火处理，将需处理工件在重温下装入热处理炉，然后随炉缓慢升温至400℃左右进行保温l～2h，随后将炉温升至600℃再进行保温1～2h，之后以不超过150℃/h的温升速度，将炉温快速升至950℃后进行2～3h的保温，而后停止加热；B、淬火处理，将机械加工后的工件室温装炉，以小于80℃/h的温升速度将炉温升至600℃，之后以不超过150℃/h的温升速度将炉温升至淬火温度950？980℃后进行保温，保温时间为2～4h，而后将工件快速出炉进行空冷；C、进行回火处理。

中国专利申请号201410131551.1，公开日2014年7月2日的专利文件，公开了一种高铬铸铁耐磨球在水基介质中热处理的分级等温淬火工艺方法，将高铬铸铁耐磨球加热到850～1050℃，保温2～4小时，实现奥氏体化；将高铬铸铁耐磨球放入到质量浓度为5％～25％水基淬火剂中淬火；将高铬铸铁耐磨球取出放入到220～300℃的等温炉中等温2～4小时；取出高铬铸铁耐磨球空冷到室温。在耐磨球的热处理工艺使用水基淬火介质，通过加入不同冷却速度的水基淬火剂同时控制淬火介质的浓度来控制合适的淬火速度，并采用分级淬火和等温淬火工艺，使淬火后的耐磨球比应用普通淬火介质和淬火工艺生产的耐磨球具有更理想的综合效果，同时还能降低耐磨球的热处理成本，改善热处理的环保条件。

上述两份专利(申请)公开的技术方案仍不能满足高铬铸铁磨球在淬火冷却阶段的稳定性，故其所加工磨球质量不能进一步提高。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有高铬铸铁磨球的热处理工艺存在冷却方式不稳定、污染、危险等的问题，本发明提供一种高铬铸铁磨球及其热处理方法，其冷却稳定，从而能够提供一种高质量高铬铸铁磨球，同时具有安全、环保的优点。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高铬铸铁磨球的热处理方法，包括如下步骤：

S1.预处理，在温度为600～890℃时保温，保温时间为2～10小时；

S2.淬火处理，加热至950～1180℃，保温3～6小时，放入淬火介质中浸入时间t，冷却至150～350℃，从淬火介质中取出，放入空气中冷却至室温；

S3.回火处理，加热至440～578℃后，保温6～10小时，在空气中冷却至室温。

优选地，步骤S2中所述的浸入时间t与铸件模数V/S所得值对应，即∣t∣＝∣V/S∣，t的单位为min，V表示铸件的体积，S表示铸件的表面积，V/S表示铸件的模数，单位为mm。

优选地，步骤S2中加热至{950+(A-5B-4)×18.75}℃后放入冷却介质中，A表示高铬铸铁磨球中Cr的质量百分比的100倍，B表示高铬铸铁磨球中C的质量百分比的100倍，若(A-5B-4)＜0，则取(A-5B-4)＝0。

优选地，步骤S3中加热至{440+(A-5B-4)×11.25}℃后在空气中冷却至室温，若(A-5B-4)＜0，则取(A-5B-4)＝0。

优选地，所述的高铬铸铁磨球中铬Cr含量为11.4～27.52％，碳C含量为2.25～2.65％。

优选地，所述的淬火介质采用高分子聚合物，具体型号为KR8180水溶性聚合物。

优选地，所述的高分子聚合物与水调配成水基淬火介质，其中高分子聚合物占溶液的重量15％～30％。

优选地，步骤S2中所述的淬火介质温度为20～60℃。

一种高铬铸铁磨球，采用上述一种高铬铸铁磨球的热处理方法制造。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：