專利名稱：一種白口鐵磨球的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬的軋制領(lǐng)域。
斜軋制球是一種高效率的制球技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了較廣泛的應(yīng)用。迄今為止，所軋制的材料僅限于普通碳鋼和一些低合金鋼等高塑性材料，因而所軋成的磨球塑性有余，硬度不足，耐磨性較差?？傊避堜撉虻募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)性能較低，因而其發(fā)展已經(jīng)受到限制。
低塑性材料白口鐵鑄造磨球是一種老產(chǎn)品。由于粗大的網(wǎng)狀碳化物在其組織中呈連續(xù)網(wǎng)狀分布，以及鑄造缺陷的存在，導(dǎo)致白口鐵鑄造磨球硬度有余而韌性不足，在使用過(guò)程中易于碎裂，這不僅影響了磨球的耐磨性，而且嚴(yán)重影響磨礦效率。因此，多少年來(lái)，許多技術(shù)例如DT2113326、J47018723等借助合金化及熱處理等多種手段，以圖打破碳化物網(wǎng)，改善材料韌性取得了一些進(jìn)展，高鉻鑄鐵和貝氏體球體鐵是兩個(gè)典型的例子，但這樣得到的材料的韌性仍然較低，特別是成本過(guò)高。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的一些基礎(chǔ)試驗(yàn)表明白口鑄鐵經(jīng)壓力加工后可以使碳化物網(wǎng)得到充分的破碎和細(xì)化，沖擊韌性可以大幅度提高。根據(jù)基礎(chǔ)試驗(yàn)結(jié)果，人們用鍛造方法生產(chǎn)的白口鐵磨球，裝機(jī)試驗(yàn)表明，耐磨性能良好。但鍛造方法生產(chǎn)的規(guī)模小，效率低，單位成本偏高。
本發(fā)明的目的在于提供一種白口鐵磨球的制造方法，這種制造方法具有生產(chǎn)效率高、成本低、產(chǎn)品性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景非常可觀。
這種白口鐵磨球的制造方法的要點(diǎn)是在熔煉時(shí)，控制白口鐵鐵水的化學(xué)成份，使C2.0～3.0%，S、P＜0.1%，并在鐵水包中加入0.2～0.5%的稀土RE進(jìn)行變質(zhì)處理，處理時(shí)間為1～5分鐘，之后使用金屬模進(jìn)行澆鑄;起模后，在溫度850～1150℃范圍內(nèi)，對(duì)鑄成的鐵棒進(jìn)行型砧拔長(zhǎng)或者是熱擠壓等具有三向壓應(yīng)力的開坯壓力加工，其鍛比或擠壓比為1.3～6;然后在1000～1060℃溫度范圍內(nèi)將棒料推入二輥斜軋機(jī)中軋制，進(jìn)行制球成型工序，因材料的塑性低，使用的軋輥孔型要按體積守恒條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣可以避免因過(guò)充滿而使軋件中心部出現(xiàn)疏松、中空和連接頸過(guò)早斷裂;為保證軋件達(dá)到所需的硬度，軋后利用軋件余溫進(jìn)行淬火，然后再進(jìn)行低溫回火處理，進(jìn)行淬火時(shí)要使用淬火油等淬火劑。
在本發(fā)明中，控制鐵水中的C、S、P的成份、在鐵水澆鑄前進(jìn)行變質(zhì)處理及使用金屬模澆鑄的目的在于得到細(xì)小的晶粒和在組織形態(tài)上使萊氏體數(shù)量小于50%。進(jìn)行具有三向壓應(yīng)力的開坯壓力加工可以消除鑄件的中心疏松、氣孔等鑄造缺陷，此外，還可以打碎大部分的碳化物網(wǎng)、改變碳化物的分布形態(tài)，從而為下部工序創(chuàng)造有利條件。在軋制成形中，軋輥的孔型嚴(yán)格滿足體積守恒條件，以保證軋件的質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。進(jìn)行淬火和回火熱處理是為了提高軋件的機(jī)械性能。
實(shí)施例在中頻爐熔化鐵水，使C為2.3%，P、S＜0.1%，用金屬模鑄造，澆鑄前采用稀土鎂進(jìn)行變質(zhì)處理，鑄造棒的直徑為60mm。
將棒料在電阻加熱爐內(nèi)加熱到1050℃，然后在400kg空氣錘上用甩模對(duì)棒料進(jìn)行拔長(zhǎng)，拔后棒料直徑為50mm。
將棒料重新在電阻爐內(nèi)加熱到1050℃，之后將加熱的棒料推入二輥斜軋機(jī)內(nèi)進(jìn)行軋制，由于軋輥孔型是按體積守恒條件設(shè)計(jì)的，因而軋制穩(wěn)定、軋制的球體尺寸精確、圓度好、表面光潔、無(wú)外表及內(nèi)部缺陷。
軋制的球體的溫度大約為900℃左右，可直接滾入溫水中(考慮到球徑小才使用了水做淬火劑)進(jìn)行余熱淬火。淬火后球在24小時(shí)內(nèi)在電加熱爐內(nèi)進(jìn)行2小時(shí)200℃保溫回火，以去除內(nèi)應(yīng)力。
熱處理后的磨球硬度達(dá)到HRC55，從心部到表層硬度均勻，其沖擊韌性達(dá)10J/cm2。
權(quán)利要求
1.一種白口鐵磨球的制造方法，其特征在于，熔煉時(shí)，控制白口鐵鐵水的化學(xué)成份，使C2.0～3.0%，S、P＜0.1%，并在鐵水包中加入0.2～0.5%的稀土RE進(jìn)行變質(zhì)處理，處理時(shí)間為1～5分鐘，之后使用金屬模進(jìn)行澆鑄，起模后，在溫度850～1150℃范圍內(nèi)對(duì)鑄成的鐵棒進(jìn)行型砧拔長(zhǎng)或者是熱擠壓等具有三向壓應(yīng)力的開坯壓力加工，其鍛比或擠壓比為1.3～6；然后在1000～1060℃溫度范圍內(nèi)將棒料推入二輥斜軋機(jī)中軋制，進(jìn)行制球成型工序；軋制后利用軋件余溫進(jìn)行淬火，然后再進(jìn)行低溫回火處理；淬火時(shí)使用的淬火劑為淬火油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，軋制時(shí)所用的二輥軋機(jī)軋輥的孔型是按體積守恒條件設(shè)計(jì)的。
全文摘要
本發(fā)明為白口鐵磨球的制造方法。這種白口鐵磨球的制造方法是在熔煉時(shí)控制C、P、S的化學(xué)成分，對(duì)鐵水變質(zhì)處理和用金屬模澆鑄，對(duì)棒料進(jìn)行開坯壓力加工之后，推入二輥斜軋機(jī)內(nèi)軋制成型，軋機(jī)軋輥的孔型是按體積守恒條件進(jìn)行設(shè)計(jì)的，最后對(duì)軋件進(jìn)行熱處理。本發(fā)明具有生產(chǎn)效率高，成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
文檔編號(hào)B23P13/00GK1092007SQ9310255
公開日1994年9月14日 申請(qǐng)日期1993年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月12日
發(fā)明者李云江, 邢書明, 唐秀東, 劉建華, 馬進(jìn)瑞 申請(qǐng)人:東北重型機(jī)械學(xué)院南校, 遷安縣冶金礦山公司