[發明專利]用于鑄造磨球、磨段的非油介質淬火工藝

無效

• 申請號: 201110067074.3
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102140572A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 陳宗明;陳曉;沈茂林;汪國清
• 申請（專利權）人: 安徽省鳳形耐磨材料股份有限公司
• 主分類號: C21D1/60
• 分類號: C21D1/60
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于機械產品熱處理技術領域，具體涉及耐磨介質材料鑄造磨球、鑄造磨段的一種淬火工藝。

背景技術

鑄造磨球、鑄造磨段是廣泛用于建材、礦山、化工、火電等行業粉體工程的一種消耗性研磨介質，通過鑄造的方法大批量生產。為了使鑄造磨球、鑄造磨段具有優異的硬度、韌性、耐磨、抗蝕等綜合機械性能，選擇與之相適宜的熱處理方法是質量控制的關鍵工序。

目前國內外耐磨材料行業的鉻合金鑄造磨球、磨段在熱處理工藝上大多采用空冷淬火(亦稱風淬)。風淬工藝簡單，技術成熟可靠，工件淬后應力低，產生裂紋的傾向較小。但風淬工藝的生產效率低下，產品存在淬火不透、硬度不勻、使用過程中易發生失圓、剝落、破碎現象。同時，受風淬工藝的過冷度所限，高鉻合金磨球、磨段的淬火平均硬度難以達到60?HRc，制約了其耐磨性能和使用壽命的進一步提高。為此，國內外耐磨材料行業一直積極地尋求新的淬火工藝，以提高鑄造磨球、磨段的強韌性和耐磨抗蝕能力。

中國專利《合金耐磨鑄件雙介質油風淬火新工藝》ZL200410041168.3及《高鉻合金鑄球油淬工藝》ZL200410041736.X公開了兩種采用油加風雙介質淬火工藝及油介質淬火工藝對鉻合金鑄造磨球、磨段進行熱處理的專利技術。這兩種熱處理技術克服了風淬工藝的部分不足，進一步提高了鑄造磨球、磨段的綜合機械性能及生產效率，其淬火硬度指標可達60?HRc及以上，耐磨性能和使用壽命得以顯著提高。與空冷淬火工藝相比，油加風雙介質淬火工藝及油介質淬火工藝進一步提高了鑄造磨球、磨段的質量指標和生產效率，但在生產實踐中又產生新的弊端與不足。具體表現為：1、油介質淬火劑易燃燒，加熱到淬火溫度（一般為900-1200℃）后的磨球、磨段浸入油介質淬火劑中產生濃煙及燃燒，熱處理車間的淬火油槽是多發火災并產生大量有害油煙的場所。?2、油淬后的鑄造磨球、磨段表面附著的油質很難清除，在后續回火工序中又產生大量油煙，嚴重惡化現場生產環境，損害操作工人的健康。3、油介質淬火劑在使用過程中易產生老化及變質，嚴重影響淬火質量及穩定性。?4、由于各類油品的價格不斷攀升，導致淬火成本不斷提高。

發明內容

為了克服上述油介質淬火存在的淬火劑易產生老化及變質、操作過程生產環境污染嚴重等問題，本發明提供一種用于鑄造磨球、磨段的非油介質淬火工藝。

實現上述目的的技術解決方案如下：

用于鑄造磨球、磨段的非油介質淬火工藝包括以下操作步驟：

1、根據鑄造磨球或鑄造磨段的規格、元素成分及淬火工藝要求，在淬火池內配制濃度為10-25％的水溶性的淬火液，水溶性淬火液的溫度控制在10-90℃之間；所述淬火液為烯類高分子聚合物水溶液；

2、將鑄造磨球或鑄造磨段裝在淬火筐中放入加熱爐內加熱至淬火溫度900-1150℃，出爐均勻攤開在活動的淬火搖籃里；

3、將活動的淬火搖籃浸沒于淬火池的水溶性淬火液中，并使淬火搖籃擺動，以確保鑄造磨球或鑄造磨段能夠在淬火搖籃上滾動自如、充分均勻冷卻；淬火時間5-10分鐘；

4、當鑄造磨球或鑄造磨段的表面溫度降至250-350℃時，升起活動的淬火搖籃，離開淬火池，完成淬火作業。

本發明工藝可進一步提高鉻合金磨球、磨段的綜合機械性能及生產效率、顯著降低成本，同時從根本上解決了熱處理生產現場的安全隱患及環境污染問題。采用本發明工藝處理的鑄造鉻合金磨球或磨段，各項技術指標均高于現行的國家標準、行業標準以及ZL200410041168.3及ZL200410041736.X公開的技術指標。其中淬火硬度穩定在62---66HRc之間，中心與表面硬度差小于1.5HRc。

由于水溶性淬火液屬非易燃品，不會象油淬時起火、冒煙。因而可以減少必要的防火設施，如惰性氣體防護簾及滅火系統等。

采用本發明工藝使生產環境更加清潔、安全。在淬火或回火過程中無煙霧，工件上不留油污和焦斑，保持工作場地清潔。

淬火冷速靈活可控，通常可以配制成5%--30%的水溶液使用，改變溫度和攪拌，可以處理很寬范圍內的不同材料和工件。

減少軟點，減少應力及變形。由于在工件上包圍均勻的聚合物膜，可以避免加熱后水淬時經常出現的軟點、蒸汽泡問題。均勻一致的聚合物膜還可以減少水淬時出現的溫度梯度及殘余應力，因而減少工件熱處理中的變形。

降低成本，在淬火槽內已稀釋的聚合物淬火液的成本，較使用淬火油為低。水溶液粘度低，在大量生產中，可以明顯減少淬火液的損耗量，濃度可在現場測定。