螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝，在球墨鑄鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入55%的鉻鐵合金0.60～1.80%，80%的鎳合金0.65～1.20%，99.9%的純鎢棒0.15～0.53%，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水，原鐵水經過球化處理、三次孕育處理后所澆注的推進器經過冷卻、清理，在860～920℃進行奧氏體化處理和在230～320℃進行等溫淬火處理，金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成。本發明具有強度高、表面硬度高，抗磨損，心部韌性高，不會斷裂的顯著特點，實現減少推進器的更換次數，保證生產的連續進行，提高螺旋進給式制棒機的制棒效率，達到提高經濟效益的目的。
【專利說明】 螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及螺旋進給式制棒機【技術領域】，特別涉及一種螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝。
【背景技術】
[0002]螺旋進給式制棒機是以木材的邊角料、鋸末、農作物的秸桿或外皮做原料，在高溫、高壓的條件下，將其制成棒狀固體燃料(炭棒)的主要設備，結構緊湊、制棒過程連續、生產率高等優點，但同時存在推進器磨損劇烈，更新、維修不方便等缺點。推進器是螺旋進給式制棒機的核心部件，結構復雜，現有的螺旋進給式制棒機的推進器多由中碳鋼鑄造后加工而成，因推進器在200?340°C高溫和70?lOOMPa高壓下工作，每根推進器的平均使用壽命通常只有30?40小時。更換推進器時需經過停機、冷卻、拆卸、修復、安裝、調試，每更換、修復一次大約需要4?6小時，嚴重制約和影響生產。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是:提供一種在高溫、高壓下工作高強度、抗磨損、使用壽命長的螺旋進給式制棒機的推進器及其生產工藝，實現減少螺旋進給式制棒機的推進器的更換次數，保證生產的連續進行，提高螺旋進給式制棒機的制棒(炭棒)效率，達到提高經濟效益的目的。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:在球墨鑄鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入55%的鉻鐵合金0.60?1.80%，80%的鎳合金0.65?1.20%，99.9%的純鎢棒0.15?0.53%，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水。
[0005]所述的鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水含有3.65?3.85%的碳、1.70?1.80%的硅、
0.35 ?0.65% 的錳、0 ?0.035% 的磷、0 ?0.020% 的硫、0.30 ?0.95% 的鉻、0.45 ?0.95%的鎳、0.14?0.53%的鎢。
[0006]所述的鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水經過球化處理、第一次、第二次孕育處理后含有 3.40 ?3.65% 的碳、2.30 ?2.60% 的硅、0.35 ?0.65% 的錳、0 ?0.035% 的磷、0 ?0.018%的硫、0.30?0.95%的鉻、0.45?0.95%的鎳、0.14?0.53%的鎢，澆注過程中進行第三次隨流孕育處理，所澆注的推進器的鑄態金相組織為:球化率多90%，石墨球數量多100個/mm2，碳化物數量彡5%。
[0007]所述的澆注后的推進器清理后在860?920°C進行奧氏體化處理和在230?320°C進行等溫淬火處理，所得的推進器的金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成，機械性能為:硬度彡60HRC，沖擊韌性彡30J/mm2。
[0008]生產螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器的工藝流程為:原料一熔化球墨鑄鐵原鐵水、同時開始造型一在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入鉻鐵合金、鎳合金、純鎢棒，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水一檢驗一測溫一出鐵水球化處理、第一次、第二次孕育處理一澆注、同時進行第三次隨流孕育處理一冷卻一清理一檢驗一奧氏體化處理一等溫淬火處理一出爐空冷一檢驗。
[0009]所述的球化處理所用的球化包芯線含有29?30%的鎂、2.7?4.0%的稀土、40?45%的硅、6?8%的鈣、余量為鐵，外徑Φ 13mm ;第一次孕育處理的孕育包芯線含有3.52?
4.0%的鋇、大于65.7%的娃、1.62?2.0%的鈣、1.7?2.0%的鋁、余量為鐵，外徑Φ 13_。
所述的鐵水轉包時進行第二次孕育處理的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、
1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度3.0?8.0mm ;鐵水澆注過程中進行第三次隨流孕育處理的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度0.2?0.7mm。
[0010]本發明的有益之處是:由于在球墨鑄鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入顯著提高球墨鑄鐵的強度、硬度、耐磨性、耐熱疲勞性能和淬透性的鉻鐵合金、鎳合金、純鎢棒，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水，鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水經過球化、孕育處理后所澆注的推進器強度高、硬度高、耐磨性高、耐熱疲勞性能好、高溫強度高、高溫耐磨性好、淬透性好。經過奧氏體化處理和等溫淬火處理的推進器的金相組織轉變為奧鐵體、碳化物和石墨球。奧鐵體具有很高的沖擊韌性，使推進器心部具有很高的韌性，推進器不會斷裂；奧鐵體同時具有加工硬化特點，使推進器在工作中在擠壓力的作用下表面的奧鐵體轉變為馬氏體，馬氏體的硬度極高，硬度多HRC65以上，有效提高推進器的表面硬度和耐磨性，碳化物硬度高，具有極高的抗磨功能，使推進器外部具有很高的硬度，推進器耐磨；石墨球具有很好的潤滑作用，減小推進器在工作中在擠壓時的摩擦力，減少推進器的磨損。
[0011 ] 本發明采用高韌性、高硬度、抗磨、高耐熱疲勞性能的新材料生產螺旋進給式制棒機的推進器，所生產的推進器高溫強度高，高溫耐磨性好，外部硬度高，抗磨損，心部韌性高，不會斷裂，實現減少螺旋進給式制棒機的推進器的更換次數，保證生產的連續進行，提高螺旋進給式制棒機的制棒(炭棒)效率，達到提高經濟效益的目的。
【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0013]用3噸中頻爐熔化鐵水。
[0014]在中頻爐內加入Q12生鐵1500Kg、Q235廢鋼900Kg、球墨鑄鐵回爐鐵600Kg、98.5%增碳劑40Kg、75%硅鐵40Kg、65%錳鐵10Kg，熔煉普通球墨鑄鐵原鐵水。
[0015]造型機同時開始造型。
[0016]鐵水完全熔化后，扒凈爐內熔渣，在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入55%的鉻鐵合金 0.86%(25.8Kg)，80% 的鎳合金 1.05%(31.6Kg)，99.9% 的純鎢棒 0.33%( 10.12Kg)，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水。
[0017]55%鉻鐵合金、80%鎳合金、99.9%純鎢棒完全熔化后進行精煉、扒凈熔渣。
[0018]檢驗:取光譜試樣進行光譜分析。
[0019]鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水含有3.70%的碳、1.76%的硅、0.42%的錳、0.028%的磷、0.019%的硫、0.45%的鉻、0.80%的鎳、0.32%的鎢。
[0020]測溫，溫度達到出爐溫度1530°C時準備出鐵水進行球化、孕育處理。
[0021]將鐵水包、澆包燙紅，并將澆包吊運到球化站旁鐵水轉包處。
[0022]每包鐵水出鐵水量lOOOKg。
[0023]在球化站上設定好球化包芯線進線長度24米，進線速度28米/每分鐘；第一次孕育處理所用的孕育包芯線進線長度22米，進線速度26米/每分鐘。
[0024]球化包芯線含有29?30%的鎂、2.7?4.0%的稀土、40?45%的硅、6?8%的鈣、余量為鐵，外徑Φ 13mm ;第一次孕育處理所用的孕育包芯線含有3.52?4.0%的鋇、大于65.7%的娃、1.62?2.0%的鈣、1.7?2.0%的鋁、余量為鐵，外徑Φ 13mm.出lOOOKg鐵水到鐵水包內，將鐵水包吊運到球化站移動臺車上，并輸送到球化站內。
[0025]開啟球化站，對鐵水包內鐵水進行球化處理、第一次孕育處理，一分鐘內處理完畢。
[0026]球化處理、第一次孕育處理后將球化站內的鐵水包輸送出球化站，扒凈熔渣。
[0027]在澆包內加入第二次孕育處理的硅-鋇-鈣孕育劑6.5Kg，將鐵水包內的鐵水轉包倒入澆包內，進行第二次孕育處理，處理后扒凈爐渣，并在鐵水表面撒上保溫劑。
[0028]鐵水轉包時進行第二次孕育處理的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5?
3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度3.0?8.0mm。
[0029]將澆包叉運到澆注機上。
[0030]檢驗:扒開澆包內保溫劑，取光譜試樣進行光譜分析。
[0031]球化處理、第二次孕育處理后的鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵鐵水含有3.42%的碳、2.45%的硅、0.42%的錳、0.28%的磷、0?0.015%的硫、0.45%的鉻、0.80%的鎳、0.32%的鎢。
[0032]將球化處理、第二次孕育處理后的鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵鐵水澆注已經造好的推進器的型腔內，澆注過程中進行第三次隨流孕育處理，第三次隨流孕育處理的孕育劑加入量為22克/每秒鐘，8分鐘內澆注完畢。
[0033]鐵水澆注過程中進行第三次隨流孕育處理的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度0.2?0.7_。
[0034]澆注后的推進器在砂型內冷卻到100°C以下時，落砂清理，得到推進器鑄件。
[0035]推進器鑄件本體取樣檢驗。
[0036]推進器的鑄態金相組織為:球化率多90%，石墨球數量多100個/mm2，碳化物數量彡3% ο
[0037]金相顯微鏡檢驗結果:球化率93%，石墨球數量120個/mm2，碳化物數量6%。
[0038]將推進器裝入熱處理爐內進行奧氏體化處理。
[0039]以45°C /小時的升溫速度對熱處理爐進行升溫加熱。
[0040]熱處理爐內溫度升到890°C時恒溫保溫1.2小時。
[0041]將等溫淬火爐升溫到280°C保持恒溫。
[0042]將熱處理爐內保溫1.2小時后出爐的推進器，迅速移入等溫淬火爐內進行等溫淬火處理，在280°C恒溫保溫1.3小時。
[0043]恒溫保溫1.3小時后，將推進器出爐空冷。
[0044]等溫淬火處理后的推進器本體取樣檢驗。
[0045]等溫淬火處理后的推進器本體金相組織檢驗。
[0046]推進器的金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成。
[0047]金相顯微鏡檢驗結果:見附圖。
[0048]圖1是等溫淬火處理后的推進器本體金相組織圖。
[0049]圖中:(1)大部分陰影部分為奧鐵體，(2)白色部分為碳化物，(3)深黑色部分為石墨球。
[0050]機械性能檢驗。
[0051]等溫淬火處理后的推進器本體機械性能為:硬度彡60HRC，沖擊韌性彡30J/mm2。
[0052]用洛氏硬度計檢驗結果:65HRC。
[0053]無缺口沖擊試驗結果:沖擊韌性40 J/mm2。
[0054]本發明的工藝流程，由以下實施例給出。
[0055]原料一熔化球墨鑄鐵原鐵水、同時開始造型一在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入鉻鐵合金、鎳合金、純鎢棒，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水一檢驗一測溫一出鐵水球化處理、第一次、第二次孕育處理一澆注、同時進行第三次隨流孕育處理一冷卻一清理一檢驗一奧氏體化處理一等溫淬火處理一出爐空冷一檢驗。
【權利要求】
1.螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝，其特征在于:在球墨鑄鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入55%的鉻鐵合金0.60?1.80%，80%的鎳合金0.65?1.20%，99.9%的純鎢棒0.15?0.53%，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水； 所述的鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水含有3.65?3.85%的碳、1.70?1.80%的硅、0.35 ?0.65% 的錳、O ?0.035% 的磷、O ?0.020% 的硫、0.30 ?0.95% 的鉻、0.45 ?0.95%的鎳、0.14?0.53%的鎢。
2.根據權利要求1所述的螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝，其特征在于:鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水經過球化處理、第一次、第二次孕育處理后含有3.40 ?3.65% 的碳、2.30 ?2.60% 的硅、0.35 ?0.65% 的錳、O ?0.035% 的磷、O ?0.018%的硫、0.30?0.95%的鉻、0.45?0.95%的鎳、0.14?0.53%的鎢，澆注過程中進行第三次隨流孕育處理，所澆注的推進器的鑄態金相組織為:球化率多90%，石墨球數量多100個/mm2，碳化物數量彡5%。
3.根據權利要求1或2所述的螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝，其特征在于:澆注后的推進器清理后在860?920°C進行奧氏體化處理和在230?320°C進行等溫淬火處理，所得的推進器的金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成，機械性能為:硬度彡60HRC，沖擊韌性彡30J/mm2。
4.生產螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器的工藝流程為:原料一熔化球墨鑄鐵原鐵水、同時開始造型一在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入鉻鐵合金、鎳合金、純鎢棒，熔煉鉻鎳鎢合金球墨鑄鐵原鐵水一檢驗一測溫一出鐵水球化處理、第一次、第二次孕育處理一澆注、同時進行第三次隨流孕育處理一冷卻一清理一檢驗一奧氏體化處理一等溫淬火處理一出爐空冷一檢驗。
5.根據權利要求1或2所述的螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝，其特征在于:球化處理所用的球化包芯線含有29?30%的鎂、2.7?4.0%的稀土、40?45%的硅、6?8%的鈣、余量為鐵，外徑Φ 13mm ;第一次孕育處理的孕育包芯線含有3.52?4.0%的鋇、大于65.7%的娃、1.62?2.0%的鈣、1.7?2.0%的鋁、余量為鐵，外徑Φ 13_。
6.根據權利要求1或2所述的螺旋進給式制棒機的高強度抗磨的推進器及其生產工藝，其特征在于:鐵水轉包時進行第二次孕育處理的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、.1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度3.0?8.0mm ;鐵水澆注過程中進行第三次隨流孕育處理的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度0.2?0.7mm。
【文檔編號】C22C37/08GK104498810SQ201510000239
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月3日 優先權日:2015年1月3日
【發明者】羅建華 申請人:羅建華