[发明专利]一种高铬铸铁热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属热处理领域，尤其涉及一种高铬铸铁热处理工艺。

背景技术

众所周知，互相接触或者相对运动的两个物体，其表面都会发生摩擦，一般情况下，摩擦时往往又伴随着磨损，而磨损到一定程度时，必然会导致各种机器或者零部件的失效，带来极大的安全隐患。我国又是一个制造大国，在我国，类似于冶金、矿山、建材、电力、煤炭等部门对矿山机械、工程机械和各种破碎粉磨设备的使用量很大，这些设备一般都运行在恶劣工况之下，一部分零部件由于受到砂石、矿石、土壤等各种物料和研磨体的磨损，每年会消耗大量金属。所以提高材料的耐磨性及其使用寿命具有非常重要的经济意义和现实意义。

实际工况下，一些易损零部件不仅存在着磨料磨损，而且往往伴随着腐蚀磨损与高温磨损，处在一种复合磨损工况中，多种因素相互作用，加剧了零件的磨损失效。这一类工况常见于矿山、冶金、建材等工业生产中，如输送含煤泥、矸石的浓浆泵，其内部易损零部件耐磨眼镜板，在承受冲蚀磨损的同时又受到过流介质的腐蚀，使用寿命很短，该部件体积虽小，但技术要求高，制造难度较大。在这种类似的复合磨损工况条件下，对于易损零部件的消耗量非常之大。所以，针对这种在恶劣工况下运行的零部件，如果能够采用一种简单有效的制备工艺，在其工作表面获得高硬度的同时还能保证内部具有一定的冲击韧性，则会大大提升其耐磨性及使用寿命。陶瓷颗粒增强金属基耐磨复合材料的研究引起了很多相关领域专家的重视，相关文献表明，在耐磨金属材料表面复合一定厚度的硬质颗粒，不仅能够提高易损零件的可靠性及使用寿命，也能改善易损零件的使用性能和质量，对于提高经济效益，推动高新技术的发展及节约能源等都具有非常重要的意义。

高铬铸铁具有高耐磨性与耐腐蚀性，能够满足上述性能要求。但是高铬铸铁在生产后一般不能直接投入生产使用，需经热处理工艺改善强化其基体组织，提高铸件硬度及耐磨性后方可使用。铸态下的高铬铸铁金属基体组织主要为奥氏体、珠光体等，整体宏观硬度不高，最终表现为铸件耐磨性差，同时铸态下高铬铸铁成分偏聚严重，碳化物的形态、大小、数量也存在较大差别，对金属基体存在较大的割裂作用，导致铸件的韧性较差。所以需对高铬铸铁进行热处理工艺研究，以强化铸件的硬度及冲击韧性，综合提高其抗磨性。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供了一种高铬铸铁热处理工艺。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种高铬铸铁热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将高铬铸铁放在加热炉中进行加热，加热时间为1.5~2小时，加热温度至1010~1050℃后进行保温，保温时间为1.5~2小时，实现奥氏体化；

（2）将高铬铸铁出炉进行淬火；

（3）将淬火后的高铬铸铁回炉进行加热，加热时间为1.5~2小时，加热温度至450~460℃后进行保温，保温时间为1.5~2小时；

（4）将高铬铸铁出炉空冷至室温。

优选地，在步骤（1）中，高铬铸铁温升至1010℃后进行保温，保温时间为2小时。

优选地，在步骤（2）中，淬火后的高铬铸铁温升至450℃后进行保温，保温时间为2小时。

优选地，在步骤（2）中，高铬铸铁在冷却油中进行淬火，高铬铸铁在冷却油中的保持时间为1~1.5小时。

优选地，所述冷却油的质量浓度为10~20％。

优选地，所述高铬铸铁按重量百分比计的化学成分包括：C:2.86~2.95%，Cr:24.5~24.9%，Si:0.72~0.83%，Mn:2.15~2.35%，Mo:0.25~0.35%，Cu:0.35~0.40%，Ni:0.85~1.25%，P:0.03~0.04%，S:0.01~0.02%，余量为铁。

本发明的物理冶金学分析：

高铬铸铁铸件在生产后一般不能直接投入生产使用，需经热处理工艺改善强化其基体组织，提高铸件硬度及耐磨性后方可使用。铸态下的高铬铸铁金属基体组织主要为奥氏体、珠光等，整体宏观硬度不高，最终表现为铸件耐磨性差，同时铸态下高铬铸铁成分偏聚严重，碳化物的形态、大小、数量也存在较大差别。

基于上述问题，本发明在浇铸后对高铬铸铁进行去稳处理与回火工艺，以强化铸件的硬度及冲击韧性，综合提高其抗磨性。