铬钼铸钢衬板工艺

   2020-09-01 互联网彭杰23860
核心提示:  1、铬钼铸钢的化学成分  Cr在钢中的主要作用是:  1)、固溶于基体,细化晶粒,明显增加钢的强度; 

  1、铬钼铸钢的化学成分

  Cr在钢中的主要作用是:

  1)、固溶于基体,细化晶粒,明显增加钢的强度;

  2)、降低临界冷却速度,提高淬透性;

  3)、Cr与C,Fe形成碳化物,提高钢的硬度和耐磨性;

  4)、Cr还能提高钢的耐热性,更能适应球磨机的工况条件。

  综合考虑以上几点,将Cr的含量ω定为2.5%~5.0%. Mo在钢中的主要作用是:

  1)、降低临界冷却速度,提高淬透性,细化晶粒,强化铁素体,提高钢的强度和硬度;

  2)、Mo能防止回火脆性;3)Mo能使钢在较宽的冷却速度范围获得贝氏体组织。

  一般合金钢的含Mo量为0.25~0.75%,但考虑到钼铁的价格过高,将Mo的含量ω定为0.3%~0.5%. Si在钢中的主要作用是:

  1)、降低临界冷却速度,提高淬透性;

  2)、Si在钢中起固溶强化的作用;

  3)、Si还是良好的脱氧剂,同时防止钢的偏析,提高铸钢的致密度。但含Si量过高,将显着降低钢的塑性,韧性。

  综合考虑将Si的含量ω定为0.7%~1.0%. Mn在钢中的主要作用是:

  1)、作为合金元素,起到脱氧和脱硫的作用;

  2)、在适当范围内对钢具有很大的强化作用,能提高钢的强度,硬度和耐磨性;

  3)、降低临界冷却速度,提高淬透性。但Mn含量过高时,会使铸钢组织晶粒粗大,降低钢的冲击韧性。综合考虑将Mn的含量ω定为0.4%~1.0%. C作为钢的基本元素,其含量ω增加能使铸钢的强度和硬度提高,韧性随之降低,综合考虑将C的含量ω定为0.3%~0.5%.为了进一步提高钢的综合性能,适当加入一些Ni,Cu是必要的。

  Ni能够使钢的共析温度(Ac1和Ar1)降低,因而可使珠光体细化,另一方面Ni也可提高钢的淬透性,并提高韧性,起到固溶强化的作用。

  Cu在铁素体中随着溶解度的下降,在低于共析温度的一定温度范围内作为过饱和的合金元素析出,使钢的基体中形成高应力状态,因而使基体强化,并且提高致密度。因此定Ni的含量ω为0.3%左右,Cu的含量ω为0.2%左右。

  在钢水中加入微量的稀土,可以起到加强脱氧,净化钢水的作用,还可以消除硫,铅,锑等元素的有害作用,消除柱状结晶及魏氏组织,并且能改善非金属夹杂物的形态及分布状况。稀土以稀土硅铁合金的方式在浇包中冲入,加入量为0.15~0.30%.

  2、热处理工艺的确定

  由于铸件中合金含量较高,容易产生枝晶偏析,铸态组织极不均匀,所以铬钼铸钢衬板必须进行热处理,以消除铸件各部位的铸造应力,并且提高铸件的表面硬度,还要保持足够的韧度要求。介于以上考虑,我们依据铸件的化学成分和使用要求,将淬火温度定在Ac3以上20~50℃,淬火后加回火处理。具体试验过程如下:风冷水雾处理:将铸件加热至950℃保温,出炉后用喷雾风冷4小时。经力学性能测试,结果显示其硬度平均值HRC≥50,冲击韧性平均值ak<10J/cm2。再经过经450℃/4小时回火处理后,硬度平均值为HRC≥40,冲击韧性ak<15J/cm2。多组试样分析结果显示:由于衬板和冷却介质接触的时间先后,接触面积不同,经过风冷水雾处理的同一炉衬板机械性能不均匀,而且冲击韧度值偏低,不能满足使用要求。

  油淬处理:将铸件加热至950℃保温一定时间后进行油淬,然后加350℃/6小时回火处理。热处理后其组织为回火贝氏体,力学性能测试结果显示其硬度HRC≥40,冲击韧性ak≥25J/cm2,基本满足球磨机衬板的使用要求。

  3、铬钼铸钢衬板的制造和应用

  3.1、铬钼铸钢衬板的制造

  3.1.1、铬钼铸钢衬板的生产控制采用1000kg碱性中频炉熔炼,废钢采用公司丰富的铆焊边角料,基本可控制碳含量,铬铁,钼铁,镍板等合金材料要精确过磅,然后随废钢加入炉中。出钢前加入锰铁和硅铁,升高温度后插0.5Kg铝脱氧,出钢温度1560~1600℃。浇包内预放钢水量0.25%的稀土硅铁合金(其粒度为≤8mm)。钢水经镇静和变质处理后浇入铸型,浇注温度1430℃左右。铸件在清砂后,浇冒口,飞边等应用锤击落,不能用氧气-乙炔切割,否则在切割处会出现微小裂纹,影响铸件强度。热处理工艺:920℃±10℃油淬,350℃±20℃/6小时回火,随炉冷却。回火后砂轮打磨,检查入库。热处理后组织为回火贝氏体,其硬度HRC≥40,冲击韧性ak≥25J/cm2,综合力学性能良好。

  3.1.2、铬钼铸钢衬板的铸造性能当耐磨钢加入较多的合金元素后,钢水的流动性下降。这就要求钢水有较高的浇注温度,否则容易引起冷隔,浇不足等缺陷。但随着浇注温度的提高,铸件一次结晶组织粗大,容易产生缩孔,缩松,粘砂,裂纹等缺陷,所以必须综合考虑浇注温度。另外,铸件的液态及固态收缩均较大,凝固过程为顺序凝固。铸件厚大处容易形成集中缩孔或缩沉,故应该在铸件厚大处设置合理的冒口,以加强补缩,或者是提高充型压头,以提高充型能力,获得健全铸件。

  3.2、铬钼铸钢衬板的应用

  近年来,铬钼铸钢衬板先后在国内的球磨机上进行装机试验。考核结果显示其使用寿命为高锰钢衬板的两倍以上,提高了磨机作业率,延长了磨机大修周期,生产成本降低30%左右。这种材质的铸造耐磨件还可以广泛应用于矿山开采,破碎机械,筑路机械,挖掘机械等方面。

  4、结论

  铬钼铸钢所选用的化学成分ω为0.3~0.5%C,0.7~1.0%Si,0.4~1.0%Mn,2.5~5.0%Cr,0.3~0.5%Mo,0.3%Ni,0.2%Cu,Re微量。在淬火加回火后获得贝氏体组织,其硬度HRC≥40,冲击韧性ak≥25J/cm2,在球磨机衬板上应用具有较好的经济效益。

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