本發(fā)明涉及耐磨鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高耐磨鋼表面硬度均勻性的熱處理方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，全世界每年有三分之一到二分之一的材料會因為磨損而消耗掉。而在目前的耐磨材料中，耐磨鋼的使用最為廣泛，常制成工程機械、礦山機械、煤礦機械、破碎機等機械零件廣泛地應(yīng)用于冶金、礦山、建材、電力、鐵路和軍事等各個部門中，如推土機，裝載機，挖掘機，自卸車及各種礦山機械、抓斗、堆取料機、輸料彎曲結(jié)構(gòu)、破碎機顎板、破碎壁、軋臼壁、拖拉機履帶板、風(fēng)扇磨沖擊板和鐵路道岔等。很多關(guān)鍵部件在使用過程中會發(fā)生磨損而被迫失效報廢，最重要的是由于制作這些部件的材料的耐磨性差，造成在使用后不久就會因為磨損導(dǎo)致失效而需要更換，由此造成了大量資源和能源上的浪費。
在耐磨鋼應(yīng)用領(lǐng)域，與工況相適應(yīng)的良好的耐磨性能一直是科技工作者及機械制造商追求的目標(biāo)。國外耐磨鋼的開發(fā)與應(yīng)用發(fā)展很快，發(fā)達國家的一些鋼鐵公司已經(jīng)有了自己的系列產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)，其成品板在保證高硬度、高耐磨性的同時，鋼板硬度均勻性及不平度優(yōu)異。如瑞典奧克隆德的hardox系列、德國蒂森克虜伯的xar系列等，能夠穩(wěn)定供應(yīng)hb330～500各級別表面硬度均勻性高、不平度控制水平高的耐磨鋼產(chǎn)品，并為大多數(shù)使用環(huán)境提出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，并在高磨損環(huán)境中得到了成功的應(yīng)用。
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國耐磨鋼領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展取得了長足進步，國內(nèi)主要鋼廠如武鋼、鞍鋼、寶鋼、南鋼等中厚板廠均能夠穩(wěn)定供應(yīng)gb/t24186系列耐磨鋼板。但整體而言，國內(nèi)鋼廠在耐磨鋼上存在兩個問題：(1)國內(nèi)淬火機大多采用輥縫式壓力淬火機，由于輥道設(shè)備均為螺旋分水輥，這樣就導(dǎo)致鋼板表面接觸的水量不均勻，造成表面存在淬火水印，硬度均勻性較差；(2)薄規(guī)格產(chǎn)品不平度較差，導(dǎo)致我國高級別、薄規(guī)格耐磨板幾乎全部進口。
公布號cn102191363a，名稱為一種厚度為2～15mm耐磨鋼板的生產(chǎn)方法的中國專利申請，其采用輥縫式壓力淬火機進行淬火處理，為了保證薄規(guī)格板形無疑要提高淬火機壓下量，確保淬火過程中鋼板不變形，這樣就出現(xiàn)了業(yè)內(nèi)無法避免的分水輥凸出部分對應(yīng)鋼板的位置接觸水量小冷卻速度低的問題，導(dǎo)致淬火產(chǎn)生水印而形成硬度不均勻的技術(shù)瓶頸。同時，該發(fā)明局限于2～15mm耐磨鋼板的生產(chǎn)方法對于16mm以上規(guī)格產(chǎn)品不能滿足生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種提高耐磨鋼表面硬度均勻性的熱處理方法，滿足16～50mm的耐磨鋼板表面無淬火水印且整張鋼板硬度波動在hbw3以內(nèi)的性能均勻程度高。本發(fā)明使硬度在hbw350～hbw530之間的耐磨鋼，鋼板不平度達到0～3mm/m，獲得了回火馬氏體組織的綜合組織性能指標(biāo)需要。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案如下：
本發(fā)明的提高耐磨鋼表面硬度均勻性的熱處理方法，包括如下步驟：
1)將熱軋態(tài)的耐磨鋼板進行拋丸處理；
2)將拋丸處理后的鋼板進入輥底式連續(xù)熱處理爐進行加熱；
3)在螺旋輥輥縫式壓力淬火機利用高壓水進行淬火處理；其中，所述淬火機高壓段水量為2800～3000m3/h，淬火機低壓段水量為2300～2500m3/h；
4)將淬火處理后的鋼板進行回火處理。
根據(jù)本發(fā)明所述的熱處理方法，其中，所述步驟4)中，如果淬火處理后的鋼板板形不良時，需要帶溫進行矯直，所述矯直需在線或下線1小時以內(nèi)進行，矯直溫度為室溫至mf點(馬氏體轉(zhuǎn)變的終止溫度)內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明所述的熱處理方法，其中，本發(fā)明優(yōu)選適用于厚度為16～50mm的耐磨鋼板。
根據(jù)本發(fā)明所述的熱處理方法，所述步驟2)中，其中優(yōu)選地，加熱溫度為ac3+40℃～ac3+60℃，其中，ac3為碳鋼加熱時的相變實際溫度，即加熱溫度為在ac3值基礎(chǔ)上再增加40～60℃；進一步優(yōu)選地，加熱保溫時間為1.3～2.1min/mm+(15～25)min，即按1.3～2.1min/mm加熱完鋼板后再保溫15～25min。
根據(jù)本發(fā)明所述的熱處理方法，所述步驟3)中，其中優(yōu)選地，淬火機輥道速度為5～12m/min，進一步優(yōu)選地，輥縫式壓力淬火機壓下量為0～0.3mm。
根據(jù)本發(fā)明所述的熱處理方法，其中，所述步驟4)中，回火溫度為150～380℃，回火保溫時間15～25min。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處主要體現(xiàn)在以下幾方面：
(1)本發(fā)明的提高耐磨鋼表面硬度均勻性的熱處理方法，突破現(xiàn)有技術(shù)限制，生產(chǎn)的16～50mm耐磨鋼板表面無淬火水印，且整張鋼板硬度波動在hbw3以內(nèi)的性能均勻程度高，硬度在hbw350～hbw530之間的耐磨鋼，在輥壓式淬火機生產(chǎn)的該種表面無水印且均勻性高的鋼板在國內(nèi)尚屬空白。
(2)本發(fā)明的提高耐磨鋼表面硬度均勻性的熱處理方法，打破現(xiàn)有輥壓縫隙式淬火機工藝裝備技術(shù)缺陷，創(chuàng)造性的利用降低淬火機壓下量、降低輥道速度，同時大幅度提高高壓段水量直接完成淬火，避免了鋼板進入低壓段溫度較高從而形成由于分水輥凸出部分對應(yīng)鋼板的位置接觸水量小，導(dǎo)致淬火水印而產(chǎn)生硬度不均勻，該項技術(shù)解決了業(yè)內(nèi)淬火鋼板硬度不均勻的技術(shù)瓶頸問題。
(3)本發(fā)明的提高耐磨鋼表面硬度均勻性的熱處理方法，創(chuàng)新的并具有創(chuàng)造性的抓住淬火后鋼板處于彈塑性變形階段窗口，快速進行矯直，避開了放置一段時間后，鋼板基本轉(zhuǎn)變?yōu)槿苄巫冃味鴮?dǎo)致耐磨鋼強度高硬度高無法矯直的技術(shù)難題，大幅度提高了板形合格率。
(4)采取本發(fā)明生產(chǎn)的耐磨鋼板不平度達到0～3mm/m，滿足了高不平度標(biāo)準(zhǔn)要求，完全適用于要求高的各應(yīng)用領(lǐng)域。
(5)本發(fā)明涉及的表面硬度均勻性高的耐磨鋼及其熱處理方法具有較明顯的優(yōu)勢?？茖W(xué)控制關(guān)鍵熱處理工藝技術(shù)，研發(fā)高標(biāo)準(zhǔn)、力學(xué)性能佳、工藝簡單的耐磨鋼是社會經(jīng)濟和鋼鐵工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
具體實施方式
下面將通過具體的實施方式對本發(fā)明進行詳細(xì)地描述。
為實現(xiàn)本發(fā)明提供16～50mm的表面無淬火水印且整張鋼板硬度波動在hbw3以內(nèi)的性能均勻程度高，硬度在hbw350～hbw530之間的耐磨鋼，鋼板不平度達到0～3mm/m，獲得了回火馬氏體組織的耐磨鋼板。本發(fā)明按照表1的熱處理工藝參數(shù)對軋后鋼板進行淬火和回火處理。鋼板的淬火加熱溫度、回火溫度等主要工藝參數(shù)見表1。相應(yīng)鋼板檢測打磨厚度、布氏硬度及其波動值、鋼板不平度等性能亦在表2中列出。
表1本發(fā)明實施例1-5表面硬度均勻性高的耐磨鋼主要生產(chǎn)工藝參數(shù)
表2本發(fā)明實施例1-5表面硬度均勻性高的耐磨鋼性能及不平度指標(biāo)
通過實施例1-5及相應(yīng)檢測結(jié)果可以看出，按照本發(fā)明熱處理工藝要求所生產(chǎn)的耐磨鋼板16～50mm的表面無淬火水印且整張鋼板硬度波動在hbw3以內(nèi)，性能均勻程度高，硬度在hbw350～hbw530之間，鋼板不平度達到0～3mm/m，更好的滿足用戶使用期望，采用本發(fā)明的生產(chǎn)技術(shù)所制造的產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，因此，本發(fā)明的耐磨鋼板具有較明顯的優(yōu)勢。
本發(fā)明的工藝參數(shù)(如溫度、時間、淬火機水量、速度、壓下量等)，在權(quán)利要求書中所要求保護的區(qū)間上下限取值以及區(qū)間值都能實現(xiàn)本法，在此不一一列舉實施例。
當(dāng)然，本發(fā)明還可以有多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的公開做出各種相應(yīng)的改變和變型，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。