一种耐高温低成本热处理炉用垫铁及其制备方法技术

本发明专利技术属于热处理设备技术领域，具体涉及一种耐高温低成本热处理炉用垫铁及其制备方法。本发明专利技术技术方案中的耐高温低成本热处理炉用垫铁，包括以下质量百分数的组分：C 0.35～0.50％、Si 2.0～3.0％、Mn≤0.7％、Cr 8.0～10.0％，余量为不可避免杂质和铁元素，制备方法包括制造垫铁模具、原料熔炼、脱氧处理、出钢、浇注和打磨产品。通过优异的元素含量及配比，结合有效的制备方法，得到具有良好耐高温性能的热处理炉用垫铁。性能的热处理炉用垫铁。性能的热处理炉用垫铁。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温低成本热处理炉用垫铁及其制备方法


[0001]本专利技术属于热处理设备
，具体涉及一种耐高温低成本热处理炉用垫铁及其制备方法。

技术介绍

[0002]热处理炉是指供炉料热处理加热用的电炉或燃料炉，常见热处理炉有箱式电阻炉、井式电阻炉、气体渗碳炉和盐浴炉等，热处理炉的温度范围大，且要求炉膛温度均匀，避免局部温度过高，同时要求炉温控制比较严格，通常是将工件置于炉膛中进行高温热处理。
[0003]垫铁是热处理炉中不可或缺的重要组成部分，经常受到高温加热，属于易耗损件。普通材料耐高温性能较差，极易氧化，长时间极冷极热很容易发生断裂。目前的炉垫铁一般使用高镍高铬的2520奥氏体耐热钢(化学成分中碳C：≤0.08、硅Si：≤1.00、锰Mn：≤2.00、硫S：≤0.030、磷P：≤0.035、铬Cr：24.00～26.00、镍Ni：19.00～22.00)，成本比较高,在一定程度内虽可耐受高温加热，但其热膨胀系数大，热导率小，吸热大，存在脱碳、变形的情况，垫铁的变形和烧损会导致工件在垫铁上放置不稳，跟随其在加热过程中一起变形，这也是造成工件在热处理过程中发生变形的一个重要原因，所以经过一段时间的使用就必须对垫铁进行更换。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供一种耐高温低成本热处理炉用垫铁，具有良好的耐高温性能，且生产成本较低。
[0005]本专利技术技术方案中的耐高温低成本热处理炉用垫铁，包括以下质量百分数的组分：C 0.35～0.50％、Si 2.0～3.0％、Mn≤0.7％、Cr 8.0～10.0％，余量为不可避免杂质和铁元素。
[0006]碳元素可以与合金元素结合形成弥散分布的碳化物，在晶粒内部析出钉扎位错强化基体，强化并长时间保持材料的性能，碳含量过大时，会引起高温抗氧化性和力学性能变差。
[0007]硅元素可以形成富硅氧化层，高温条件下在合金表面与铬元素及氧元素结合，形成橄榄石结构，其特殊的晶格结构将铬原子围在近似平面的带状结构中，有利于铬元素的向外扩散，同时阻碍了铁等元素的扩散，铬元素与铁元素两者协同作用，增强了合金材料的高温抗氧化性和耐腐蚀性能。
[0008]锰元素在高温下通常富集在合金材料表面，对合金的内氧化有一定的预防作用，减少了由内氧化引起的应力不均所造成的抗氧化层裂纹，对合金材料的持久高温抗氧化性有利，同时在冶炼过程中可以固定合金材料中的硫等有害元素，进而能有效减少耐热钢在后续成型过程中的热裂倾向，提高产品的成材率从而降低成本，同时锰的添加也会提高耐热钢的冲击韧性。
[0009]本专利技术还提供上述耐高温低成本热处理炉用垫铁的制备方法，包括制造垫铁模
具、原料熔炼、脱氧处理、出钢、浇注和打磨产品。
[0010]进一步地，制造垫铁模具的步骤包括：树脂砂造型，刷好涂料后合箱，然后在150～200℃下烘烤2～3h。
[0011]进一步地，熔炼温度为1550～1620℃。
[0012]进一步地，熔炼后加入钢水质量0.08～0.1％的精炼剂。
[0013]进一步地，脱氧处理时加入钢水质量0.08～0.1％的脱氧剂后通入氮气进行翻滚脱氧2～10min。
[0014]进一步地，脱氧剂为铝丝、硅钙、硅铝钡钙、锰、稀土硅中的一种或多种。
[0015]进一步地，脱氧剂为硅铝钡钙和稀土硅以1～9:1～9的质量比复配。稀土硅作为脱氧剂时会将尖角形氧化物形成球形氧化物，可以作为非自发结晶核心，来细化晶粒，同时还可以防止铸件出现脆性断口，与硅铝钡钙复配使用，可以有效降低氧含量，提高合金材料的力学性能。
[0016]进一步地，出钢温度为1600～1620℃。
[0017]进一步地，浇注前垫铁模具在800～900℃烘烤0.5～2.0h。
[0018]进一步地，采用氮气进行精炼，温度为1560～1580℃时开始浇注，浇注时间为30～70s。
[0019]相比现有技术，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
[0020](1)本专利技术通过优异的元素含量及配比，结合有效的制备方法，得到具有良好耐高温性能的热处理炉用垫铁；
[0021](2)合适含量的碳元素，起到较好的强化基体的作用；
[0022](3)合适含量的硅元素、铬元素与铁元素协同作用，增强了合金材料的高温抗氧化性和耐腐蚀性能；
[0023](4)合适含量的锰元素提高了合金材料的持久高温抗氧化性和冲击韧性，同时减少耐热钢的热裂倾向，提高产品的成材率；
[0024](5)本专利技术技术方案中耐高温低成本热处理炉用垫铁的制备方法简单高效，操作方便，且成本低廉。
附图说明
[0025]图1为实施例1中垫铁模具的结构示意图；
[0026]图2为实施例1中垫铁模具的剖视图；
[0027]图3为实施例2中垫铁模具的结构示意图；
[0028]图4为实施例2中垫铁模具的剖视图。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施例和附图，对本专利技术的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本专利技术，不用于本专利技术的具体限制。且本文中所使用的附图，仅仅是为了更好地说明本专利技术所公开内容，对保护范围并不具有限制作用。如果无特殊说明，本专利技术的实施例中所采用的原均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
[0030]实施例1
[0031]本实施例热处理炉用垫铁的制备方法，包括以下步骤：
[0032](1)选用合适的砂箱，用树脂砂造型，做出型腔，刷好涂料后合箱，180
°
热风烘烤2h得到垫铁模具；
[0033](2)采用中频炉按照C 0.35％、Si 2.5％、Mn 0.6％、Cr 9.0％，余量为铁的元素配比在1590℃熔炼，加入钢水质量0.1％的精炼剂进行精炼，并进行打渣处理；
[0034](3)加入钢水质量0.08％脱氧剂(硅铝钡钙和稀土硅以8:2的质量比复配)，通入氮气翻滚脱氧5min，垫铁模具在800℃烘烤10h，将钢水倒入垫铁模具，1620℃出钢后，采用氮气进行精炼降温，在1570℃浇注50s；
[0035](4)冷却后取出铸件，打磨去除浇口冒口后得到如图1
‑
2所示结构的热处理炉用垫铁。
[0036]实施例2
[0037]本实施例热处理炉用垫铁的制备方法，包括以下步骤：
[0038](1)选用合适的砂箱，用树脂砂造型，做出型腔，刷好涂料后合箱，180
°
热风烘烤2h得到垫铁模具；
[0039](2)采用中频炉按照C 0.45％、Si 3.0％、Mn 0.5％、Cr 8.5％，余量为铁的元素配比在1520℃熔炼，加入钢水质量0.08％的精炼剂进行精炼，并进行打渣处理；
[0040](3)加入钢水质量0.08％脱氧剂(硅铝钡钙和稀土硅以7:3的质量比复配)，通入氮气翻滚脱氧8min，垫铁模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温低成本热处理炉用垫铁，其特征在于，包括以下质量百分数的组分：C 0.35～0.50％、Si 2.0～3.0％、Mn≤0.7％、Cr 8.0～10.0％，余量为不可避免杂质和铁元素。2.一种如权利要求1所述耐高温低成本热处理炉用垫铁的制备方法，其特征在于，包括制造垫铁模具、原料熔炼、脱氧处理、出钢、浇注和打磨产品。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，制造垫铁模具的步骤包括：树脂砂造型，刷好涂料后合箱，然后在150～200℃下烘烤2～3h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，原料熔炼温度为1550～1620℃。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，原料熔炼后加入钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅明康，陈培余，熊六一，朱伟，
申请(专利权)人：宁波日月精华精密制造有限公司，
类型：发明
国别省市：