[发明专利]一种高铬磨球分级淬火热处理工艺

说明书

本发明公开了一种高铬磨球分级淬火热处理工艺，包括以下步骤：(一)加热处理：将铸造出来的经过打磨等机械加工过的铸态高铬磨球放置于连续推杆式热处理炉，然后通过连续推杆式热处理炉将高铬磨球进行加热，从而使得高铬磨球升至合适温度并保温一段时间进行完全奥氏体化。随后在淬火油中淬火冷却一定时间后，放在分级淬火冷却装置中进行空冷。该高铬磨球分级淬火热处理工艺，待高铬铸铁磨球空冷至一定温度后进入回火炉中回火，从而保证该高铬铸铁磨球内的马氏体含量较高，而残留奥氏体含量适中，从而使得该高铬铸铁磨球具有合适的硬韧性，使其具备良好的耐磨性。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体为一种高铬磨球热处理工艺。

技术背景

高铬白口铸铁磨球作为新一代耐磨材料，具有生产效率高、硬度分布均 匀、耐磨性好等特点，在我国矿山电力、冶金、建材等领域广为使用，然而 其起伏不定的硬韧性导致的不耐磨及易破碎失圆情况一直困扰着广大用户及 铸造工作者，在市场竞争激烈的今天，对高铬铸铁磨球的技术升级及稳定质 量成为一个不容忽视的难题。

目前国内高铬、超高铬铸造磨球需要通过热处理改善其性能，提高其耐 磨性。首先，在连续式加热炉中充分奥氏体化后淬火，因高铬铸铁是脆性材 料，一般选择淬火油进行淬火。淬火油的使用温度为100℃左右，且待磨球球 温冷至120℃以下时，淋油困难，造成磨球“吃油”量增加，成本上升，后期 回火时着火风险也加大。所以，一般高铬磨球在油淬时，离开淬火油的温度 为120℃以上。

淬火后，磨球须进行回火消除淬火应力，降低残留奥氏体含量，降低磨 球破碎、失圆风险。一般来说，回火设备有两种，一为台式炉，一为连续推 杆式回火线。

台式炉回火为传统的热处理工艺，将油淬后的高铬磨球成批量的在台式 炉统一回火，一次处理量比较大，因磨球淬火时是一小筐一小筐断续处理的， 所以先油淬的磨球需等待后油淬的磨球一起回火，整个等待周期较长。所以， 这些磨球在回火时残留的温度是不同的，有的已彻底冷却，有的还具有较高 温度。在同样条件下回火，造成产品性能不一致。先淬火的硬度高，易破碎； 后淬火的硬度又不足。

为了解决这一难题，出现了与连续推杆式加热炉步调一致的连续推杆式 回火炉。产品经连续推杆式加热炉加热后，一筐一筐的进行淬火，随后又一 筐一筐的进行回火，由于单次处理量较少，所以产品性能稳定、生产产量高、 运行成本低，在耐磨材料企业深受好评。但是，在实际应用中发现，连续式 回火炉生产的高铬磨球，硬度较低，且易失圆。

技术原理：

高铬铸铁磨球奥氏体化后，在淬火介质中冷至某一温度会开始马氏体转 变，以Ms表示，当冷却至Ms以下某一温度时，马氏体转变则不再进行，用 Mf表示，一般来说，冷却到Mf点以下时仍不能得到100％马氏体，而保留一 部分未转变的奥氏体称为残留奥氏体。

连续推杆式回火炉处理的磨球，冷却至120℃以上即进行回火，这一温度 远高于马氏体转变终止温度Mf，导致马氏体转变不充分，由于马氏体转变不 充分，磨球的淬火态硬度较低，为了保证高铬磨球最终的回炉态硬度达到标 准，就不能以较高的温度进行回火以降低残留奥氏体，导致磨球最终的残留 奥氏体含量过高，而残留奥氏体是不稳定组织，在强冲击条件下会发生微观 组织马氏体转变，从而让造成微观组织体积膨胀，导致磨球在使用时表层剥 落，出现失圆的情况。但是，残留奥氏体的存在对韧性又有促进作用，过低的残留奥氏体含量会导致韧性降低，从而导致磨球磨碎的出现。这就很好的 解释了为什么台式炉回火的高铬磨球易破碎，而连续回火线处理的磨球易失 圆的问题。

本发明是通过分级淬火的方式，使磨球拥有合适的硬韧性，降低磨球破 碎、剥落、失圆风险，从而提高产品的使用寿命，获得更佳的使用效果的方 法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高铬磨球分级淬火热处理工艺，以便解决上 述中所提出的台式炉回火的高铬磨球性能起伏较大，易破碎；连续式回火炉 回火的高铬磨球易失圆的问题。