[发明专利]奥铁体球墨铸铁磨球热处理工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及奥铁体球墨铸铁磨球热处理工艺方法。

背景技术

国内以前都称奥贝体球墨铸铁或贝氏体球墨铸铁，名称争论较多，根据GB/T24733-2009的定义：“一种由球墨铸铁通过等温淬火热处理得到以奥铁体（ausferrite）为主要基体的强度高、塑性好的铸造合金。等温淬火球墨铸铁（austempered ductile iron）也称为奥铁体球墨铸铁，又称之谓ADI。”

由于奥铁体球墨铸铁（ADI）具有高强度、高韧性、耐磨、抗疲劳等综合性能，在国民经济各个领域如汽车、发动机、农机、工程机械、造船、铁路、冶金、矿山、电力(包括风电)、兵器等方面都得到广泛的应用。

在耐磨材料方面应用也取得明显效果，奥铁体球墨铸铁磨球在矿山湿法磨中的磨耗达到高铬球的水平，比低铬球磨耗降低40-50%。奥铁体球墨铸铁磨球在矿山湿法磨中是替代低铬铸球的更新换代的产品。如果全国矿山都采用奥铁体球墨铸铁磨球，全国矿山磨球总消耗量可减少50-60万吨，这是国家节能、减排、减量的重大措施。

该材质因为所使用的材料都是以硅、锰为主，这是我国富裕的合金材料，不需加入稀缺的铬合金，生产成本相对较低，性价比适中、是适合我国国情的、具有潜在市场的一种耐磨材质。

我国在80年代先后开发出奥铁体球墨铸铁磨球材质,而且在湿磨工况条件下显示出优越的性能，基体经淬火(或等温淬火)获得以贝氏体为主的基体。虽然其硬度比高铬白口铸铁类略差，但韧性优于高铬白口铸铁,且性价比优于高铬铸铁材质，特别是高铬铸铁要采用大量的铬铁，而铬是我国需要大量进口的物资，而大量铬铁用在磨球上又是不可回收和再生利用的，因此矿山粉磨中采用高铬铸球是不符合我国国情的。

由于奥铁铸球在大量生产过程中工艺控制还存在一些难题,清华大学吴德海教授在80年代初研制出奥贝体球墨铸磨球，直到现在没有大量推广应用,只有少数厂在生产和应用.主要技术难题是：

第一是球化好的铁水浇铸时间一般不超过12分钟,时间长了就会产生球化裒退,球化率下降，生产中控制较难;

第二是等温淬火或连续淬火的设备、冷却介质没有得到解决，80年代只能采用台车炉加热，间断生产，不能实现热处淬火+回火工序的自动化控制。淬火介质当时只能采用水玻璃，而水玻璃品种也很多，模数和浓度不一样，冷却效果差别很大，在实际生产中很难掌握；更重要的是水玻璃在400℃以下冷却速度过快，而奥铁体球墨铸铁希望在400℃以下缓冷，得到下贝体，因此采用水玻璃作淬火介质造成奥铁体质量不稳定，破碎现象时有发生，这也是这么多年来奥铁体铸球没有大量生产和使用的主要原因。

目前国内生产奥铁体球墨铸铁件热处理大多数是采用盐浴等温淬火，但盐浴等温淬火设备比较复杂，而且硝酸钠、硝酸钾在高温时散发的盐蒸汽具有强烈的腐蚀性，对环境造成不利的影响，淬火工件还需要用水冲洗，因此还配备水处理设备，设备购置费用和生产成本高，对于低附加值的磨球采用这种工艺和设备是不具有竞争力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种奥铁体球墨铸铁磨球热处理工艺方法，克服现有技术存在的奥铁体质量不稳定，淬火设备复杂，生产成本高，对环境有不利的影响的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种奥铁体球墨铸铁磨球热处理工艺方法，其特征在于，对所述奥铁体球墨铸铁磨球进行淬火处理，包括以步骤：

将从浇铸生产线上出来的铸铁磨球立即浸入等温淬火油中，等温淬火油的油温控制在70－110℃；在淬火油中的时间为3－12分钟；所述铸铁磨球等温淬火后出油的表面温度为200－270℃。

进一步的，对所述奥铁体球墨铸铁磨球进行回火处理，包括以步骤：

将所述铸铁磨球淬火出油后立即送入回火炉中，等温回火温度控制在260－320℃，等温回火时间为220－320分钟；得到奥铁体球铸铁磨球。

本发明的淬火介质不用盐浴，而是采用等温淬火油，避免盐浴污染；生产成本低，得到的奥铁体球墨铸铁磨球硬度好，硬度为50--58HRC。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为本发明具体实施方式的回火生产线结构示意图。

具体实施方式

热处理工艺是奥铁体球墨铸铁磨球生产工艺的关键技术,本发明采用连续推杆式热处理生产线进行淬火、回火热处理。