專利名稱：合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及合金鋼及合金鑄鐵淬火的熱處理工藝，尤其是合金耐磨鑄球、鑄段雙介質(水霧加風)淬火工藝。
背景技術：
合金耐磨鑄球，鑄段是廣泛用于建材、礦山、化工、火電等行業粉體工程的一種研磨介質，通過鑄造的方法大批量生產。為了使合金耐磨鑄球、鑄段具有優異的硬度、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鑄球，鑄段質量控制的關鍵工序。
目前我國合金耐磨鑄球、鑄段在淬火熱處理工藝上基本上采用單一介質淬火，如油淬、風淬等，單一油淬雖然能夠提高產品硬度，提高生產效率，但油淬工藝很難掌握，控制不當會導致淬火裂紋，且生產成本過高。單一風淬雖然不存在淬火裂紋問題，但生產效率低下，產品存在淬火不透、硬度不勻、使用過程中易發生失圓、剝落及破碎現象。也有人曾嘗試采取單一的水淬，但水淬過冷度較大，合金耐磨鑄球、鑄段在淬火過程中及淬火后開裂傾向嚴重，暫不能用于大批量生產。
發明內容
本發明提出一種合金鋼及合金鑄鐵的淬火雙介質水霧加風淬火熱處理工藝，尤其是合金耐磨鑄球、鑄段的雙介質水霧加風淬火熱處理工藝。
本發明的技術方案如下合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，是將合金耐磨鑄球、鑄段在高溫階段采用水霧淬火快速冷卻，降至一定的溫度時，再采用風淬方式緩慢冷卻。
所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于將合金耐磨鑄球、鑄段在加熱至淬火溫度出爐后，采用水霧淬火快速冷卻，降至≤600℃溫度時，再采用風淬方式緩慢冷卻。
所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于是將加熱至淬火溫度的合金耐磨鑄球、鑄段放置于活動的淬火搖籃上，均勻攤開，再將10～40℃的水霧化后噴向鑄球、鑄段上，使淬火搖籃前后上下運動，以確保鑄球、鑄段不斷滾動，當鑄球、鑄段表面溫度降至500～650℃時，停止噴水霧，采用風冷淬火處理。
所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于水霧是利用制冷裝置將水強冷至10～40℃后，再采用高壓水泵，以≥0.6Mpa的壓力將冷水強制霧化，通過錐形噴頭噴出。
所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于所述的鑄球、鑄段用鑄鋼代替。
所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于水霧的霧化壓力為0.6～1.0Mpa，噴霧時間為10～20分鐘，以使鑄球或鑄段表面溫度≤600℃；風冷淬火處理時控制風量為5000～20000m3/min，風壓為1000～10000Pa，產品表面溫度達到≤300℃時，停止強風冷卻。
該工藝主要涉及不同化學成份的合金耐磨鑄球、鑄段在兩種不同的冷卻介質中進行淬火處理。其主要特點是產品在高溫階段采用水霧淬火快速冷卻，降至一定的溫度時，再采用風淬方式緩慢冷卻，以獲得期望的金相組織和力學性能。
為了保證淬火的均勻性，采用專用工裝和自動控制技術，使產品在淬火的過程中能夠滾動自如，均勻冷卻。整個淬火過程均采用PLC控制，以確保水溫、霧化效果、風溫、風量、淬火時間及冷卻速度等參數的最優化。通過以上措施，使雙介質水霧加風熱處理淬火工藝得以實現，合金耐磨鑄球、鑄段的淬火質量及效率顯著提高，生產成本也顯著降低。
采用本發明處理出來的產品各項技術指標均高于國內單一介質處理的同類產品。淬火硬度≥58HRc，中心與表面硬度差≤2.05HRc。生產成本低于單一油淬，完全克服淬火不透和淬火裂紋問題，從而提高了產品的綜合機械性能。突破了某些合金鋼及合金鑄鐵僅能采取單一介質淬火熱處理工藝，開辟了一種新的淬火熱處理工藝途徑。
具體實施例方式
本發明的實現過程如下1、加熱至淬火溫度的合金耐磨鑄球、鑄段從熱處理爐中出爐后放置于活動的淬火搖籃上，并使其均勻攤開。
2、啟動搖籃控制機構，使淬火搖籃前后上下運動，以確保高鉻合金耐磨鑄球、鑄段能夠在其上滾動自如。
3、打開水霧裝置，并使產品全部置于水霧區利用水霧浸潤快速冷卻，進行淬火處理。水霧是利用制冷裝置，將水強冷(水溫控制在-10～20℃)再采用高壓水泵，以≥0.6Mpa的壓力將冷水強制霧化。霧化噴頭為倒八字錐形，均勻分布在水霧裝置的周邊。淬火搖籃前后上下運動，以確保高鉻合金耐磨鑄球、鑄段能夠不斷滾動，均勻淬火。
4、產品表面溫度降至500～650℃時，關掉水霧裝置。
5、在室溫下，繼續采用風冷淬水處理，控制風量為5000～20000m3/min，風壓為1000～10000Pa，產品表面溫度≤300℃時，停止強風冷卻。
6、關閉水霧裝置和淬火搖籃的控制機構，將產品置于容器中進入下一工序。
(本工藝中采用的淬火搖籃是一個底部縷空的框架，四周有邊沿，裝鑄球或鑄段，淬火時搖籃可以上下左右運動。)
權利要求
1.合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，是將合金耐磨鑄球、鑄段在高溫階段采用水霧淬火快速冷卻，降至一定的溫度時，再采用風淬方式緩慢冷卻。
2.根據權利要求1所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于將合金耐磨鑄球、鑄段在加熱至淬火溫度出爐后，采用水霧淬火快速冷卻，降至≤600℃溫度時，再采用風淬方式緩慢冷卻。
3.根據權利要求1所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于是將加熱至淬火溫度的合金耐磨鑄球、鑄段放置于活動的淬火搖籃上，均勻攤開，再將10～40℃的水霧化后噴向鑄球、鑄段上，使淬火搖籃前后上下運動，以確保鑄球、鑄段不斷滾動，當鑄球、鑄段表面溫度降至500～650℃時，停止噴水霧，采用風冷淬火處理。
4.根據權利要求1所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于水霧是利用制冷裝置將水強冷至10～40℃后，再采用高壓水泵，以≥0.6Mpa的壓力將冷水強制霧化，通過錐形噴頭噴出。
5.根據權利要求1、2或3所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于所述的鑄球、鑄段用鑄鋼代替。
6.根據權利要求1、2或3所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于水霧的霧化壓力為0.6～1.0Mpa，噴霧時間為10～20分鐘，以使鑄球或鑄段表面溫度≤600℃；風冷淬火處理時控制風量為5000～20000m3/min，風壓為1000～10000Pa，產品表面溫度達到≤300℃時，停止強風冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種根據權利要求1所述的合金耐磨鑄球水霧加風淬火工藝，其特征在于將合金耐磨鑄球、鑄段在加熱至淬火溫度出爐后，采用水霧淬火快速冷卻，降至≤ 600℃溫度時，再采用風淬方式緩慢冷卻。采用本發明處理出來的產品各項技術指標均高于國內單一介質處理的同類產品。淬火硬度≥58HRc，中心與表面硬度差≤2.05HRc。生產成本低于單一油淬，完全克服淬火不透和淬火裂紋問題，從而提高了產品的綜合機械性能。突破了某些合金鋼及合金鑄鐵僅能采取單一介質淬火熱處理工藝，開辟了一種新的淬火熱處理工藝途徑。
文檔編號C21D5/00GK1600874SQ20041004173
公開日2005年3月30日 申請日期2004年8月16日 優先權日2004年8月16日
發明者陳宗明, 趙金華, 沈茂林, 汪國清 申請人:安徽省寧國市耐磨材料總廠