[發明專利]一種耐高溫低成本熱處理爐用墊鐵及其制備方法

在審

• 申請號: 202310305703.4
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116377191A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 傅明康;陳培余;熊六一;朱偉
• 申請（專利權）人: 寧波日月精華精密制造有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C22C37/10;C22C37/06;B22C9/22;B22C9/02
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 洪珊珊

本發明屬于熱處理設備技術領域，具體涉及一種耐高溫低成本熱處理爐用墊鐵及其制備方法。本發明技術方案中的耐高溫低成本熱處理爐用墊鐵，包括以下質量百分數的組分：C?0.35～0.50％、Si?2.0～3.0％、Mn≤0.7％、Cr?8.0～10.0％，余量為不可避免雜質和鐵元素，制備方法包括制造墊鐵模具、原料熔煉、脫氧處理、出鋼、澆注和打磨產品。通過優異的元素含量及配比，結合有效的制備方法，得到具有良好耐高溫性能的熱處理爐用墊鐵。

技術領域

本發明屬于熱處理設備技術領域，具體涉及一種耐高溫低成本熱處理爐用墊鐵及其制備方法。

背景技術

熱處理爐是指供爐料熱處理加熱用的電爐或燃料爐，常見熱處理爐有箱式電阻爐、井式電阻爐、氣體滲碳爐和鹽浴爐等，熱處理爐的溫度范圍大，且要求爐膛溫度均勻，避免局部溫度過高，同時要求爐溫控制比較嚴格，通常是將工件置于爐膛中進行高溫熱處理。

墊鐵是熱處理爐中不可或缺的重要組成部分，經常受到高溫加熱，屬于易耗損件。普通材料耐高溫性能較差，極易氧化，長時間極冷極熱很容易發生斷裂。目前的爐墊鐵一般使用高鎳高鉻的2520奧氏體耐熱鋼(化學成分中碳C：≤0.08、硅Si：≤1.00、錳Mn：≤2.00、硫S：≤0.030、磷P：≤0.035、鉻Cr：24.00～26.00、鎳Ni：19.00～22.00)，成本比較高,在一定程度內雖可耐受高溫加熱，但其熱膨脹系數大，熱導率小，吸熱大，存在脫碳、變形的情況，墊鐵的變形和燒損會導致工件在墊鐵上放置不穩，跟隨其在加熱過程中一起變形，這也是造成工件在熱處理過程中發生變形的一個重要原因，所以經過一段時間的使用就必須對墊鐵進行更換。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術問題，提供一種耐高溫低成本熱處理爐用墊鐵，具有良好的耐高溫性能，且生產成本較低。

本發明技術方案中的耐高溫低成本熱處理爐用墊鐵，包括以下質量百分數的組分：C?0.35～0.50％、Si?2.0～3.0％、Mn≤0.7％、Cr?8.0～10.0％，余量為不可避免雜質和鐵元素。

碳元素可以與合金元素結合形成彌散分布的碳化物，在晶粒內部析出釘扎位錯強化基體，強化并長時間保持材料的性能，碳含量過大時，會引起高溫抗氧化性和力學性能變差。

硅元素可以形成富硅氧化層，高溫條件下在合金表面與鉻元素及氧元素結合，形成橄欖石結構，其特殊的晶格結構將鉻原子圍在近似平面的帶狀結構中，有利于鉻元素的向外擴散，同時阻礙了鐵等元素的擴散，鉻元素與鐵元素兩者協同作用，增強了合金材料的高溫抗氧化性和耐腐蝕性能。

錳元素在高溫下通常富集在合金材料表面，對合金的內氧化有一定的預防作用，減少了由內氧化引起的應力不均所造成的抗氧化層裂紋，對合金材料的持久高溫抗氧化性有利，同時在冶煉過程中可以固定合金材料中的硫等有害元素，進而能有效減少耐熱鋼在后續成型過程中的熱裂傾向，提高產品的成材率從而降低成本，同時錳的添加也會提高耐熱鋼的沖擊韌性。

本發明還提供上述耐高溫低成本熱處理爐用墊鐵的制備方法，包括制造墊鐵模具、原料熔煉、脫氧處理、出鋼、澆注和打磨產品。

進一步地，制造墊鐵模具的步驟包括：樹脂砂造型，刷好涂料后合箱，然后在150～200℃下烘烤2～3h。

進一步地，熔煉溫度為1550～1620℃。

進一步地，熔煉后加入鋼水質量0.08～0.1％的精煉劑。

進一步地，脫氧處理時加入鋼水質量0.08～0.1％的脫氧劑后通入氮氣進行翻滾脫氧2～10min。

進一步地，脫氧劑為鋁絲、硅鈣、硅鋁鋇鈣、錳、稀土硅中的一種或多種。