[發明專利]一種用于生產輥套和盤襯的高抗磨GKMCr20鑄鐵組合物及其熱處理方法

有效

• 申請號: 200810055263.7
• 申請日: 2008-06-25
• 公開（公告）號: CN101294256A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 邢玉坤;馮建全;梁丕祥;劉興東;楊文良
• 申請（專利權）人: 河北坤騰泵業有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C21D5/00;C21D1/18
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技術領域

本發明涉及一種用于生產輥套和盤襯的高抗磨GKMCr20鑄鐵組合物及其熱處理方法，更具體地，涉及一種承受伴有沖擊的犁削磨損的立磨輥套和盤襯用的高抗磨GKMCr20鑄鐵及其熱處理方法。

背景技術

近年來，我國的水泥，電力等行業，日益廣泛采用大型高效節能立式輥磨機粉碎物料，輥套和盤襯是該磨機的核心部件，也是主要易損件，是由鑄造成形，經熱處理和機械加工而制成的。它們的使用壽命直接影響立式磨機效益的發揮。輥套和盤襯屬于厚大斷面鑄件，尤其是輥套，壁厚在150-300mm的范圍，重量高達4-9t，同時對抗磨性，韌性和淬透性等都有很高的技術要求，所以在鑄造、熱處理和機加工等生產工藝環節具有較高的難度。

目前，國外常用鎳硬(Ni-Hard4)鑄鐵，國內廣泛采用KmTBCr20Mo鑄鐵作為一般立式磨機輥套和盤襯的材質。由于大型立式磨機的輥套和盤襯在碾壓破碎物料時，受到更嚴重的反復多次犁削磨損，承受巨大的周期性的交變壓應力和一定的沖擊負荷；在大型立式磨機的運行中，物料中時常混有鐵塊(如斷裂的錘頭和斗齒等殘體)和大塊硬質物料，使磨機產生較大振動，所以大型立式磨機的服役條件更為惡劣，輥套和盤襯的磨損更為嚴重。對于大型立式磨機，鎳硬(Ni-Hard4)鑄鐵和KmTBCr20Mo鑄鐵生產的輥套和盤襯，已經不能滿足生產運行對其抗磨性和韌性的要求。

發明內容

本發明提供了一種用于生產輥套和盤襯的高抗磨性和韌性的GKMCr20鑄鐵組合物，同時還提供了該鑄鐵組合物的熱處理方法。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種用于生產輥套和盤襯的高抗磨GKMCr20鑄鐵組合物，以質量百分數計，含有C：2.4％-3.2％、Si：0.4％-0.8％、Mn：0.6％-2.0％、Cr：18.0％-22.0％、Mo：0.5％-1.2％、W：0.8％-1.5％、Ni：0.3％-0.6％、Cu：0.8％-1.2％、Nb：0.06％-0.10％、V：0.08％-0.12％、Ti：0.08％-0.12％、RE：0.025％-0.050％，余量由Fe構成。

所述的一種用于生產輥套和盤襯的高抗磨GKMCr20鑄鐵組合物，Cr與C的含量的比Cr/C為6.5-7.5的范圍，Mn與W的含量的積為1.0-2.5的范圍，Cu與Ni的含量的和(Cu+Ni)為1.10-1.60的范圍。

一種用于生產輥套和盤襯的高抗磨GKMCr20鑄鐵組合物的熱處理方法：第一步：將鑄鐵組合物放入電阻爐內，加熱到980℃-1020℃，保溫6-8h，進行空冷淬火；第二步，進行雙重回火處理：第一次加熱到425-475℃，保溫4-6h后，進行空冷；第二次加熱到200-250℃，保溫4-6h后，再進行空冷。

該鑄鐵組合物具有以下優點：

(1)充分利用Mo、Cu、Ni和Mo、W、Mn這兩組合金元素對提高GKMCr20鑄鐵淬透性的交互作用，通過多元合金化，提高淬透性，降低生產成本。

(2)為了保證GKMCr20鑄鐵具有抗磨性和韌性的良好配合，控制碳化物體積分數為30％左右，選擇Cr與C的含量比Cr/C為6.5-7.5的范圍。

(3)在GKMCr20鑄鐵中，Nb、V、Ti都是細化共晶組織很有效的合金元素，組織的細化可提高抗磨性和韌性，而且這三種元素組合加入效果更好。

(4)在GKMCr20鑄鐵中，共晶碳化物的形貌及分布是影響抗磨性和韌性的重要因素。RE變質處理可使長條狀共晶碳化物碎化，變短，而且分布均勻，提高抗磨性和韌性。RE含量范圍為0.025％-0.050％。

(5)在GKMCr20鑄鐵的顯微組織中，當殘余奧氏體量大于20％時，在嚴重反復受力和沖擊條件下，輥套會先剝落后斷裂。空冷淬火后，在425-475℃進行回火處理，可使大部分不穩定的奧氏體轉變為馬氏體，然后，在200-250℃再進行一次低溫回火，使殘余奧氏體轉變的馬氏體也得到回火。熱處理后的顯微組織為：共晶碳化物M₇C₃+二次碳化物+馬氏體+殘留奧氏體，殘余奧氏體的體積率在15％以下。經過雙重回火處理，不但減少了殘余奧氏體量，提高了硬度，而且消除了殘留應力，改善了韌性。

附圖說明

本發明的上述方面和其他特征將在以下結合附圖的描述中解釋；其中：

圖1為本發明實施例的顯微照片。

圖2為本發明實施例的顯微照片

圖3為比較例的顯微照片。

圖4為比較例的顯微照片。

圖5為本發明實施例與比較例抗磨性試驗結果圖。

具體實施方式