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CN114836604A - 一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺 - Google Patents

一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺 Download PDF

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CN114836604A
CN114836604A CN202210495912.5A CN202210495912A CN114836604A CN 114836604 A CN114836604 A CN 114836604A CN 202210495912 A CN202210495912 A CN 202210495912A CN 114836604 A CN114836604 A CN 114836604A
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China
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cast iron
chromium cast
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chromium
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CN202210495912.5A
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李熙
黎思忠
刘清
李建国
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Jiangsu Heqiu Machinery Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Heqiu Machinery Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,包括以下步骤:S1:高铬铸铁化学成分的选择;S2:熔炼和浇筑;S3:热处理;S4:制作浸蚀剂;S5:使用显微硬度计配合制好的浸蚀剂对高铬铸铁进行硬度测试,此时可发现高铬铸铁的硬度变软。本发明所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,通过对硅的含量进行限定,其能促进石墨化元素,固溶于基体中增加铸铁的脆性,降低淬透性,能使硅在铸铁中起到良好的脱氧作用,通过对钒含量的限定,能提高高铬铸铁的机械性能,改善碳化物的分布,减少粗的柱状晶组织,通过对镍含量的限定,可细化高铬铸铁的组织,提高高铬铸铁的淬透性,通过此热处理过后的高铬铸铁可以降低硬度,以此能达到切削加工的目的。

Description

一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺
技术领域
本发明涉及高铬铸铁的热处理领域,特别涉及一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺。
背景技术
高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称,是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料,它以比合金钢高得多的耐磨性,比一般白口铸铁高得多的韧性、强度,同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能,加之生产便捷、成本适中,而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一,高铬铸铁是继普通白口铸铁﹑镍硬铸铁发展起来的第三代耐磨材料,由于高铬铸铁自身组织的特点,使得高铬铸铁比普通铸铁具有高得多的韧性、高温强度、耐热性和耐磨性等性能,高铬铸铁已被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料,并日益得到广泛应用。
高铬铸铁是一种多元合金,刚凝固下来的高铬铸铁中基体是奥氏体,这种奥氏体在加热至较高的温度下才是稳定的,而且被铬和碳等元素所饱和,当温度降低时,奥氏体将发生转变,通常条件下,高铬铸铁呈现以奥氏体为主的多相组织,这种组织的铸铁在高温下使用,更能发挥材质本身的潜能,高铬铸铁具有高硬度及耐磨性,可作为耐磨材料被广泛地应用在水泥电力治金及矿山等行业然而,但铸态高铬铸铁硬度较高,难于切削加工,使其应用受到限制,同时在铸态高铬铸铁在使用过程中经常出现碳化物脱落导致工件耐磨性不足的现象,而传统的淬火加回火的热处理工艺对大尺寸的铸件而言容易造成畸变开裂的现象。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,包括以下操作步骤:
S1:高铬铸铁化学成分的选择:所述化学成分包括铬、碳、钼、锰、硅、钒、镍;
S2:熔炼和浇筑:按含量将铬、碳、钼、锰、硅、钒、镍在碱性中频感应电炉熔化,熔化温度1450-1500度.出炉温度为1480-1600度,浇注温度为1370-1380度,此时制成合适的高铬铸铁;
S3:热处理:将制好的高铬铸铁放入至炉内,对其进行升温处理,温度、为860度,并保温四小时,对其进行空淬,空淬完成后对高铬铸铁炉冷到700度后保温一小时,再将温度升温至750度维持一小时后直至炉冷,将高铬铸铁取出;
S4:制作浸蚀剂:材料包括氯化铁、苦味酸、盐酸、乙醇;
S5:使用显微硬度计配合制好的浸蚀剂对高铬铸铁进行硬度测试,随着炉冷过程中,高铬铸铁组织中的奥氏体转化为粒状珠光体,即发生球化现象,因粒状珠光体较片状珠光体的硬度低,此时可发现高铬铸铁的硬度变软。
优选的,所述为保证大部分的铬能进入碳化物中,同时淬透性不大,其中铬的含量应在15%-20%。
优选的,所述在亚共晶条件下,高铬铸铁的含碳量越高,碳化物就越多,所以其中含碳量在2.4%-3.0%。
优选的,所述为了维持高铬铸铁的裂纹敏感性,所述钼的含量应为1.0%-1.5%。
优选的,所述在一定的含锰量下,高铬铸铁会出现锰组织,所以对锰的含量进行限制,所述锰的含量应为0.7%-1.1%。
优选的,所述钒的含量为0.2%-0.5%。
优选的,所述镍的含量为1.0%-1.5%。
优选的,氯化铁的份额为2.5g,所述苦味酸的份额为5g,所述乙醇的份额为90ml。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明中,通过对铬的含量进行限定,能得到高硬度而又不连续分布的M7C3型碳化物,同时使得高铬铸铁具有一定的淬透性,因为在铬含量较低时,大部分铬会进入碳化物中,会导致淬透性不大,通过对碳的含量进行限定,因为当碳含量低于共晶点时,会出现不连续的共晶碳化物M7C3,含碳量高于共品点时,会出现粗大的六方晶体初生碳化物M7C3,此时不但机械性能下降,同时由于粗大碳化物易脆剥落,导致抗磨性下降,因此需要对碳的含量进行限定,通过对锰的含量进行限定,能提高高铬铸铁的淬透性,抑制珠光体的生成,通过对硅的含量进行限定,其能促进石墨化元素,固溶于基体中增加铸铁的脆性,降低淬透性,能使硅在铸铁中起到良好的脱氧作用,通过对钒含量的限定,能提高高铬铸铁的机械性能,能在结晶时作为外来核心,明显控制结晶过程中晶粒长大和碳化物晶界的移动,从而细化组织,改善碳化物的分布,减少粗的柱状晶组织,通过对镍含量的限定,可细化高铬铸铁的组织,提高高铬铸铁的淬透性,通过此热处理过后的高铬铸铁可以降低硬度,以此能达到切削加工的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明涉及一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,包括以下步骤:
S1:高铬铸铁化学成分的选择:化学成分包括铬、碳、钼、锰、硅、钒、镍,为保证大部分的铬能进入碳化物中,同时淬透性不大,其中铬的含量应在15%-20%,高铬铸铁的含碳量越高,碳化物就越多,所以其中含碳量在2.4%-3.0%,为了维持高铬铸铁的裂纹敏感性,钼的含量应为1.0%-1.5%,在一定的含锰量下,高铬铸铁会出现锰组织,所以对锰的含量进行限制,锰的含量应为0.7%-1.1%,硅的含量应为0.4%-0.6%,钒的含量为0.2%-0.5%,镍的含量为1.0%-1.5%;
S2:熔炼和浇筑:按含量将铬、碳、钼、锰、硅、钒、镍在碱性中频感应电炉熔化,熔化温度1450-1500度.出炉温度为1480-1600度,浇注温度为1370-1380度,此时制成合适的高铬铸铁;
S3:热处理:将制好的高铬铸铁放入至炉内,对其进行升温处理,温度、为860度,并保温四小时,对其进行空淬,空淬完成后对高铬铸铁炉冷到700度后保温一小时,再将温度升温至750度维持一小时后直至炉冷,将高铬铸铁取出;
S4:制作浸蚀剂:材料包括氯化铁、苦味酸、盐酸、乙醇,氯化铁的份额为2.5g,苦味酸的份额为5g,乙醇的份额为90ml;
S5:使用显微硬度计配合制好的浸蚀剂对高铬铸铁进行硬度测试,随着炉冷过程中,高铬铸铁组织中的奥氏体转化为粒状珠光体,即发生球化现象,因粒状珠光体较片状珠光体的硬度低,此时可发现高铬铸铁的硬度变软。
本发明通过对铬的含量进行限定,能得到高硬度而又不连续分布的M7C3型碳化物,同时使得高铬铸铁具有一定的淬透性,因为在铬含量较低时,大部分铬会进入碳化物中,会导致淬透性不大,通过对碳的含量进行限定,因为当碳含量低于共晶点时,会出现不连续的共晶碳化物M7C3,含碳量高于共品点时,会出现粗大的六方晶体初生碳化物M7C3,此时不但机械性能下降,同时由于粗大碳化物易脆剥落,导致抗磨性下降,因此需要对碳的含量进行限定,通过对锰的含量进行限定,能提高高铬铸铁的淬透性,抑制珠光体的生成,通过对硅的含量进行限定,其能促进石墨化元素,固溶于基体中增加铸铁的脆性,降低淬透性,能使硅在铸铁中起到良好的脱氧作用,通过对钒含量的限定,能提高高铬铸铁的机械性能,能在结晶时作为外来核心,明显控制结晶过程中晶粒长大和碳化物晶界的移动,从而细化组织,改善碳化物的分布,减少粗的柱状晶组织,通过对镍含量的限定,可细化高铬铸铁的组织,提高高铬铸铁的淬透性,通过此热处理过后的高铬铸铁可以降低硬度,以此能达到切削加工的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:包括以下操作步骤:
S1:高铬铸铁化学成分的选择:所述化学成分包括铬、碳、钼、锰、硅、钒、镍;
S2:熔炼和浇筑:按含量将铬、碳、钼、锰、硅、钒、镍在碱性中频感应电炉熔化,熔化温度1450-1500度.出炉温度为1480-1600度,浇注温度为1370-1380度,此时制成合适的高铬铸铁;
S3:热处理:将制好的高铬铸铁放入至炉内,对其进行升温处理,温度、为860度,并保温四小时,对其进行空淬,空淬完成后对高铬铸铁炉冷到700度后保温一小时,再将温度升温至750度维持一小时后直至炉冷,将高铬铸铁取出;
S4:制作浸蚀剂:材料包括氯化铁、苦味酸、盐酸、乙醇;
S5:使用显微硬度计配合制好的浸蚀剂对高铬铸铁进行硬度测试,随着炉冷过程中,高铬铸铁组织中的奥氏体转化为粒状珠光体,即发生球化现象,因粒状珠光体较片状珠光体的硬度低,此时可发现高铬铸铁的硬度变软。
2.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述为保证大部分的铬能进入碳化物中,同时淬透性不大,其中铬的含量应在15%-20%。
3.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述在亚共晶条件下,高铬铸铁的含碳量越高,碳化物就越多,所以其中含碳量在2.4%-3.0%。
4.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述为了维持高铬铸铁的裂纹敏感性,所述钼的含量应为1.0%-1.5%。
5.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述在一定的含锰量下,高铬铸铁会出现锰组织,所以对锰的含量进行限制,所述锰的含量应为0.7%-1.1%。
6.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述硅的含量应为0.4%-0.6%。
7.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述钒的含量为0.2%-0.5%。
8.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述镍的含量为1.0%-1.5%。
9.根据权利要求1所述的一种降低高铬铸铁硬度的热处理工艺,其特征在于:所述氯化铁的份额为2.5g,所述苦味酸的份额为5g,所述乙醇的份额为90ml。
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