一种高铬铸铁件的热处理方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种高铬铸铁件的热处理方法，属于铸铁件热处理技术领域。该热处理方法包括：将高铬铸铁件装入台车炉后加热到温度为950～980℃进行保温4～5h，得到第一高铬铸铁件；将第一高铬铸铁件进行炉冷到温度为850～900℃进行保温2～3h，得到第二高铬铸铁件；将第二高铬铸铁件进行三阶段冷却到温度为700～720℃，得到第三高铬铸铁件；以及将第三高铬铸铁件出台车炉后进行风冷到温度为350℃，最后进行空冷至室温，即得高铬铸铁件产品。本发明专利技术实施例提供的高铬铸铁件的热处理方法具有工艺简单，操作简便、易于实现，成本低且有利于提高产品的耐磨性能和抗冲蚀性能，产品成品率可达到100％的优点。品率可达到100％的优点。品率可达到100％的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高铬铸铁件的热处理方法


[0001]本专利技术实施例涉及铸铁件热处理
，尤其涉及一种高铬铸铁件的热处理方法。

技术介绍

[0002]高铬铸铁具有较高的铬含量、良好的硬度、耐磨性以及抗氧化性，被广泛应用于生产各种磨料磨损、高温磨损和腐蚀磨损的工况设备，例如流体压力执行机构的灰渣泵、渣浆泵和泥浆泵。叶轮作为渣浆泵、灰渣泵和泥浆泵的主要部件，其在作业中因承担泥浆、砂石等的冲蚀作用，导致其很容易发生磨损失效，因而需要使用高铬铸铁为原料生产叶轮以延长其使用寿命。
[0003]高铬铸铁的材料热传导速率比较差，如果在正火冷却时按照硬化标准920～980℃进行保温，以及在保温后直接进行空冷，很容易导致叶轮内、外部的温度降低不一致，特别是叶轮外部的温度很快降低至Ms点时内部温度仍然保持在很高的水平，从而造成叶轮外部马氏体转变完成后内部才开始转变，外部需要承受内部组织转变引起的体积膨胀产生的拉应力，当该拉应力超过高铬铸铁材料的抗拉强度时，即会产生开裂问题，造成重大的生产成本损失。鉴于此，公布号为CN 112813243 A公开了一种疏浚行业大型高铬铸铁件叶轮产品热处理工艺以解决叶轮内、外部降温不均衡的问题，具体是将高铬叶轮进行六阶段加热到温度为淬火温度900～980℃后，根据壁厚不同在淬火温度保温6～12h，然后进行针对叶轮厚大区域加风的空冷以降温至550℃，并在550℃的温度下进行保温和均温，以及再分四个阶段进行缓冷，每阶段按设定冷却曲线进行，不同阶段冷却时间2～4h不等，待降温至120℃后再次空冷至常温。
[0004]但是，以上所述的热处理工艺存在以下缺点：一是高铬铸铁叶轮在550℃的炉内均温后进行四个阶段的缓冷，不同阶段的冷却时间为2～4h不等，冷却速度过于缓慢，热处理效率低且叶轮在550～350℃的温度区间范围内产生上贝氏体组织，从而造成叶轮产品的硬度降低，脆性增大，后期使用过程容易出现开裂的风险；二是降温过程的工艺操作繁琐，不便于工人控制；三是针对厚大区域吹风强制冷却的操作不易控制，需要特殊设备予以实现，增加了生产成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种高铬铸铁件的热处理方法，用以解决现有热处理工艺造成的高铬铸铁叶轮产品硬度降低、脆性增大、易发生开裂、成品率低以及降温工艺操作繁琐且设备功能要求高的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例的技术方案是：
[0007]本专利技术实施例提供了一种高铬铸铁件的热处理方法，包括以下步骤：
[0008]将高铬铸铁件装入台车炉后加热到温度为950～980℃，并在950～980℃的温度下进行保温4～5h，得到第一高铬铸铁件；
[0009]将所述第一高铬铸铁件进行炉冷到温度为850～900℃，并在850～900℃的温度下进行保温2～3h，得到第二高铬铸铁件；
[0010]将所述第二高铬铸铁件进行三阶段冷却到温度为700～720℃，得到第三高铬铸铁件，其中，所述三阶段冷却过程依次为：开启台车炉门至其开度的1/4进行第一阶段冷却到温度为790～810℃，时间为20min；开启台车炉门至其开度的1/3进行第二阶段冷却到温度为710～750℃，时间为20min；开启台车炉门至其开度的2/3进行第三阶段冷却到温度为700～720℃，时间为10min；以及
[0011]将所述第三高铬铸铁件出台车炉后进行风冷到温度为350℃，最后进行空冷至室温，即得高铬铸铁件产品。
[0012]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述加热到温度为950～980℃包括五阶段升温过程，所述五阶段升温过程依次为：
[0013]以30～40℃/h的升温速度加热到温度为200～260℃后保温2～3h；以30～40℃/h的升温速度加热到温度为350～400℃后保温2～3h；以50～60℃/h的升温速度加热到温度为600～680℃后保温3～4h；以50～60℃/h的升温速度加热到温度为800～850℃后保温3～4h；以65～75℃/h的升温速度加热到温度为950～980℃。
[0014]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述炉冷过程中的降温速度为65～75℃/h
[0015]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述风冷过程中的降温速度为55～75℃/h。
[0016]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述空冷至室温后还包括回火过程，所述回火过程依次为：
[0017]将所述高铬铸铁件产品以30～40℃/h的升温速度加热到温度为160～180℃后保温4～6h；以50～60℃/h的升温速度加热到温度为250～280℃后保温6～10h；以及最后空冷至室温。
[0018]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述高铬铸铁件的硬度≥55HRC，上下偏差≤4HRC。
[0019]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述大型高铬铸铁件的表面残余应力为
‑
300～
‑
100MPa。
[0020]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述高铬铸铁件的冲蚀率≤0.153mg/g。
[0021]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述高铬铸铁件为大型高铬铸铁叶轮。
[0022]在本专利技术实施例的优选实施方式中，所述大型高铬铸铁叶轮随炉试样规格尺寸为150mm
×
120mm
×
120mm。
[0023]与现有技术相比，本专利技术实施例的优点或有益效果至少包括：
[0024]本专利技术实施例提供的高铬铸铁件的热处理方法，其包括将高铬铸铁件加热到950～980℃的温度时进行保温4～5h；炉冷到850～900℃的温度时进行保温2～3h；以及依次进行三阶段冷却到温度为700～720℃、风冷到温度为350℃和空冷到室温。因此，本专利技术实施例一方面将高铬铸铁件在950～980℃的温度下保温4～5h后，炉冷到850～900℃的温度进行保温2～3h，随后通过三阶段冷却到温度为700～720℃，不仅可以明显地缓解较大过渡冷，从而防止高铬铸铁件在较高温区冷却中发生开裂，而且较高温区的冷却过程均在台车炉内进行，便于工人控制且简化了操作程序。另一方面在三阶段冷却到700～720℃的温度后进行风冷到温度为350℃，不仅能够降低高铬铸铁件发生珠光体转变，从而更有利于高铬
铸铁件发生马氏体转变，而且明显缩短了冷却时间，加快了冷却过程，实现了生产效率的提高。另外，本专利技术实施例的冷却过程中不再需要针对厚大区域进行吹风强制冷却，因而不必购买专用正火风冷设备，具有易于实现，且设备要求低、成本低的优点。
[0025]金相组织检测结果表明，本专利技术实施例提供的热处理方法不仅有利于将共晶奥氏体转变为针状的马氏体，而且有利于析出尺寸细小的二次碳化物颗粒以及较少的残余奥氏体；产品性能检测结果表明，本专利技术实施例热处理后的大型高铬铸铁叶轮的硬度＞55HRC以上，且硬度分布均匀，上下偏差≤4HRC，没有发生开裂现象；冲蚀率≤0.153mg/g，在具有较高耐磨性的同时产品的成品率达到100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高铬铸铁件的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将高铬铸铁件装入台车炉后加热到温度为950～980℃，并在950～980℃的温度下进行保温4～5h，得到第一高铬铸铁件；将所述第一高铬铸铁件进行炉冷到温度为850～900℃，并在850～900℃的温度下进行保温2～3h，得到第二高铬铸铁件；将所述第二高铬铸铁件进行三阶段冷却到温度为700～720℃，得到第三高铬铸铁件，其中，所述三阶段冷却过程依次为：开启台车炉门至其开度的1/4进行第一阶段冷却到温度为790～810℃，时间为20min；开启台车炉门至其开度的1/3进行第二阶段冷却到温度为710～750℃，时间为20min；开启台车炉门至其开度的2/3进行第三阶段冷却到温度为700～720℃，时间为10min；以及将所述第三高铬铸铁件出台车炉后进行风冷到温度为350℃，最后进行空冷至室温，即得高铬铸铁件产品。2.根据权利要求1所述的高铬铸铁件的热处理方法，其特征在于，所述加热到温度为950～980℃包括五阶段升温过程，所述五阶段升温过程依次为：以30～40℃/h的升温速度加热到温度为200～260℃后保温2～3h；以30～40℃/h的升温速度加热到温度为350～400℃后保温2～3h；以50～60℃/h的升温速度加热到温度为600～680℃后保温3～4h；以50～60℃/h的升温速度加热到温度为800～850℃后保温3～4h；以65～75℃/h的升温速度加热到温度为95...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国峰，杨新海，丁占军，段磊，
申请(专利权)人：中钢集团西安重机有限公司，
类型：发明
国别省市：