一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨ＧＫＭＣｒ２０铸铁组合物及其热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨ＧＫＭＣｒ２０铸铁组合物及其热处理方法，更具体地，涉及一种承受伴有冲击的犁削磨损的立磨辊套和盘衬用的高抗磨ＧＫＭＣｒ２０铸铁及其热处理方法，该组合物，以质量百分数计，含有Ｃ：２．４％－３．２％、Ｓｉ：０．４％－０．８％、Ｍｎ：０．６％－２．０％、Ｍｏ：０．５％－１．２％、Ｃｒ：１８．０％－２２．０％、Ｗ：０．８％－１．５％、Ｎｉ：０．３％－０．６％、Ｃｕ：０．８％－１．２％、Ｎｂ：０．０６％－０．１０％、Ｖ：０．０８％－０．１２％、Ｔｉ：０．０８％－０．１２％、ＲＥ：０．０２５％－０．０５０％，余量由Ｆｅ构成，热处理中采用双重回火处理方法，提高了抗磨性和韧性，延长了产品的使用寿命，并且降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨GKMCr20铸铁组合物 及其热处理方法，更具体地，涉及一种承受伴有冲击的犁削磨损的立磨 辊套和盘衬用的高抗磨GKMCr20铸铁及其热处理方法。
技术介绍
近年来，我国的水泥，电力等行业，日益广泛采用大型高效节能立 式辊磨机粉碎物料，辊套和盘衬是该磨机的核心部件，也是主要易损件， 是由铸造成形，经热处理和机械加工而制成的。它们的使用寿命直接影 响立式磨机效益的发挥。辊套和盘衬属于厚大断面铸件，尤其是辊套， 壁厚在150-300mm的范围，重量高达4-9t，同时对抗磨性，韧性和淬透性等都有很高的技术要求，所以在铸造、热处理和机加工等生产工艺环 节具有较高的难度。目前，国外常用镍硬(Ni-Hard4)铸铁，国内广泛釆用KmTBCdOMo铸铁作为一般立式磨机辊套和盘衬的材质。由于大型立式磨机的辊套和 盘衬在碾压破碎物料时，受到更严重的反复多次犁削磨损，承受巨大的 周期性的交变压应力和一定的冲击负荷；在大型立式磨机的运行中，物 料中时常混有铁块(如断裂的锤头和斗齿等残体)和大块硬质物料，使 磨机产生较大振动，所以大型立式磨机的服役条件更为恶劣，辊套和盘 衬的磨损更为严重。对于大型立式磨机，镍硬(Ni-Hard4)铸铁和 KmTBCr20Mo铸铁生产的辊套和盘衬，已经不能满足生产运行对其抗磨性 和韧性的要求。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨性和韧性的 GKMCr20铸铁组合物，同时还提供了该铸铁组合物的热处理方法。本专利技术是通过以下技术方案来实现的一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨GKMCr20铸铁组合物，以质量百分数计，含有C:2潜3. 2%、 Si: 0. 4%-0. 8%、 Mn: 0. 6%-2. 0%、 Cr : 18. 0°/。—22. 0% 、 Mo : 0. 5°/。_1. 2% 、 W: 0. 8%—1. 5% 、 Ni: 0. 3°/。一0. 6% 、 Cu: 0. 8%-1. 2°/0、 Nb: 0. 06%-0. 10%、 V: 0. 08°/「0. 12%、 Ti: 0. 08%-0. 12%、 RE: 0. 025%-0. 050%，余量由Fe构成。所述的一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨GKMCr2()铸铁组合物，Cr 与C的含量的比Cr/C为6. 5-7.5的范围，Mn与W的含量的积为1.0-2.5 的范围，Cu与Ni的含量的和(Cu+Ni )为1.60的范围。一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨GKMCr20铸铁组合物的热处理方 法第一步将铸铁组合物放入电阻炉内，加热到980°C-1020°C,保温 6-8h，进行空冷淬火；第二步，进行双重回火处理第一次加热到425-475 。C，保温4-6h后，进行空冷；第二次加热到200-250°C,保温4-6h后， 再进行空冷。该铸铁组合物具有以下优点(1 )充分利用Mo、 Cu、 Ni和Mo、 W、 Mn这两组合金元素对提高GKMCr20 铸铁淬透性的交互作用，通过多元合金化，提高淬透性，降低生产成本。(2) 为了保证GKMCr20铸铁具有抗磨性和韧性的良好配合，控制碳 化物体积分数为30。/。左右，选择Cr与C的含量比Cr/C为6. 5-7. 5的范围。(3) 在GKMCr20铸铁中，Nb、 V、 Ti都是细化共晶组织很有效的合金 元素，组织的细化可提高抗磨性和軔性，而且这三种元素组合加入效果 更好。(4) 在GKMCr20铸铁中，共晶碳化物的形貌及分布是影响抗磨性和 韧性的重要因素。RE变质处理可使长条状共晶碳化物碎化，变短，而且 分布均匀，提高抗磨性和韧性。RE含量范围为0. 025%-0. 050%。(5) 在GKMCr20铸铁的显微组织中，当残余奥氏体量大于20%时，在 严重反复受力和冲击条件下，辊套会先剥落后断裂。空冷淬火后，在 425-475t:进行回火处理，可使大部分不稳定的奥氏体转变为马氏体，然 后，在200-25(TC再进行一次低温回火，使残余奥氏体转变的马氏体也得 到回火。热处理后的显微组织为共晶碳化物^17(!3+二次碳化物+马氏体+ 残留奥氏体，残余奥氏体的体积率在15。/。以下。经过双重回火处理，不但 减少了残余奥氏体量，提高了硬度，而且消除了残留应力，改善了韧性。附图说明本专利技术的上述方面和其他特征将在以下结合附图的描述中解释；其中图1为本专利技术实施例的显微照片。 图2为本专利技术实施例的显微照片 图3为比较例的显微照片。 图4为比较例的显錄照片。图5为本专利技术实施例与比较例抗磨性试验结果图。具体实施例方式在下文中，参考附图和图表详细描述本专利技术的实施例。一般来说，国内广泛釆用KmTBCr20Mo铸铁作为一般立式磨机辊套和盘衬的材质，因此把KmTBCr.20Mo铸铁为比较例。用德囯Ac/V型直读式光谱仪分析产品的化学成分。KmTBCr20Mo铸铁的化学成分见表1，本专利技术GKMCr20铸铁的化学成分见表2。表l<table>table see original document page 5</column></row><table>表2<table>table see original document page 5</column></row><table>抗磨性和韧性同KmTBCr20Mo铸铁相比，虽然GKMCr20铸铁增添了 W、 Nb、 V、 Ti、 RE等合金元素，但减了价格昂贵的Mo元素的加入量，以目 前金属炉料的巿场价格计算，GKMCr20铸铁辊套和盘衬的生产成本比 KmTBCr20铸铁每吨降低1000元左右。Nb、 v、 n都是细化共晶组织很有效的合金元素，组织的细化可提高， RE变质处理可使长条状共晶碳化物碎化，变短，而且分布均匀，提高抗 磨性和軔性。实施例2-l，GKMCr20铸铁化学成分含量如实施例1-1的热处理方法 第一步将铸铁组合物放入电阻炉内，加热到98(TC，保温8h，进行空 冷淬火。第二步，进行双重回火处理第一次加热到450。C,保温5h后， 进行空冷；第二次加热到20(TC,保温6h后，再进行空冷。实施例2-2，GKMCr20铸铁化学成分含量如实施例1-1的热处理方法 第一步将铸铁组合物放入电阻炉内，加热到100(TC,保温7h，进行空 冷淬火。第二步，进行双重回火处理第一次加热到425匸，保温5h后， 进行空冷；第二次加热到225'C，保温5h后，再进行空冷。实施例2-3,GKMCr20铸铁化学成分含量如实施例1-1的热处理方法 第一步将铸铁组合物放入电阻炉内，加热到102(TC，保温6h,进行空 冷淬火。第二步，进行双重回火处理第一次加热到475。C,保温4h后， 进行空冷；第二次加热到20(TC，保温4h后，再进行空冷。依照实施例2-1所得的GKMCr20铸铁的物理性能如下参照图1、图2、图3、图4中，是用XJP-3C型双目金相显微镜观察 和分析纤维组织。KmTBCr20Mo铸铁和本专利技术的显微组织均为共晶碳化 物M7C3+二次碳化物+马氏体+残余奥氏体。但是，KmTBCr20Mo铸铁中,先共晶奥氏体的树枝晶较粗大，共晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产辊套和盘衬的高抗磨ＧＫＭＣｒ２０铸铁组合物，其特征在于：以质量百分数计，含有Ｃ：２．４％－３．２％、Ｓｉ：０．４％－０．８％、Ｍｎ：０．６％－２．０％、Ｃｒ：１８．０％－２２．０％、Ｍｏ：０．５％－１．２％、Ｗ：０．８％－１．５％、Ｎｉ：０．３％－０．６％、Ｃｕ：０．８％－１．２％、Ｎｂ：０．０６％－０．１０％、Ｖ：０．０８％－０．１２％、Ｔｉ：０．０８％－０．１２％、ＲＥ：０．０２５％－０．０５０％，余量由Ｆｅ构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢玉坤，冯建全，梁丕祥，刘兴东，杨文良，
申请(专利权)人：河北坤腾泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]