CN1111609C - 离心铸造多元合金铸铁复合抗磨辊圈生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种离心铸造多元合金铸铁复合抗磨辊圈生产工艺。本工艺由离心复合浇注工艺和热处理工艺组成。其特征在于复合辊圈外层为含氮多元合金抗磨铸铁，成分(%)为：C2.0～3.6、Cr7.0～23.0、Mn≤2.0、Si≤2.0、Mo≤3.0、Cu≤2.0、N0.005～0.10、RE0.02～0.03，内层为高强度普通球墨铸铁。其优点在于抗磨性能好、内应力小、使用寿命高、成本低，使用于制砖等建材行业礓土、煤矸石等硬质材料的细碎。
Description
本发明提供了一种复合辊圈的外层成分、复合工艺及热处理工艺。
与本发明的相关技术有我国专利号ZL94 1 009424的复合抗磨对辊辊圈外层的铬锰钼铸铁，其成分为(％)：C1.9～2.6、Cr11.0～14.5％、Mn0.6～2.8％、Mo1.0～1.9％、Cu0.9～1.5、V0.08～0.20、RE0.01～0.02。美国climax公司的高铬钼铸铁其成分为(％)：C2.8～3.5、Cr14～16、Mo1.9～2.2、Cu0.5～1.2、Mn0.6～0.9。前苏联耐磨铸铁成分为(％)：C2.7～3.1、Cr12～15、Mo0.5～0.6、Mn3.3～3.9。
国内目前使用的对辊辊圈产品有两种：一种为中碳铸钢辊圈，另一种为中锰球铁辊圈。其共同缺点是耐磨性差、使用寿命低。前者总寿命不超过40天。后者由于锰含量较高、冶炼成分波动大、性能稳定性差，使用寿命波动大，最高使用寿命约4个月，并且无法达到煤矸石砖的破碎要求。
本发明的目的在于提供一种高抗磨性、低内应力、高韧性、高使用寿命、性能价格比优异，适于煤矸石和礓石等硬质材料破碎的多元复合抗磨辊圈生产工艺。
本发明的构成为：
1.采用含氮多元合金铸铁作为辊圈的外层材料。氮可增加并细化碳化物，固溶强化基体组织，从而提高抗磨铸铁的硬度和韧性。稀土可净化铁液，改善铁液的流动性，同时细化铸铁组织。锰、钼、铜合理配合使用，可进一步提高这些元素本身的作用并充分发挥各元素间的交互作用，从而改善铸铁的铸态组织，提高其淬透性。从而提高其综合力学性能。多元合金铸铁的化学成分(％)为：C2.0～3.6、Cr7.0～23.0、Mn≤2.0、Si≤2.0、Mo≤3.0、Cu≤2.0、N0.005～0.10、RE0.02～0.03。
2.采用离心铸造复合浇注工艺。用感应电炉、冲天炉或电弧炉分别熔炼多元合金铸铁和球墨铸铁。球墨铸铁的成分为(％)：C3.7～4.0％、Si2.2～2.6％、Mn≤0.6％、P≤0.03％、S≤0.02％、RE≤0.03％、余量Fe。采用离心铸造工艺，开浇时模温为200～250℃，多元合金铸铁的开浇温度为1430～1500℃，多元合金铸铁浇入约2/3后加入保护渣。浇完全部多元合金铸铁，并待其表面温度冷却到850～1000℃后浇入普通球墨铸铁。球墨铸铁的开浇温度为1300～1400℃。球墨铸铁完全凝固后停机。
3.采用热装淬火+回火热处理工艺。离心浇铸停机后，立即脱模，辊圈红着送入淬火炉保温，待炉温稳定后，加热到940～1000℃，保温2.5小时，由炉中取出进行淬火，控制冷却速度为5～8℃/min，冷却到520～450℃，保温1小时，再控制以15～25℃/h冷却速度冷却到低于80℃，淬火完毕。然后立即进行回火，回火温度控制在400～550℃温度范围，保温2小时。在以30℃/h速度冷却到100℃以下出炉。
本发明的优点在于：
1解决了我国砖瓦行业利用煤矸石，并保证砖的质量在甲级水平的工艺装备问题。
2.通过两种金属复合铸造，解决了辊圈高抗磨性与高强韧性的矛盾。
3.热处理工艺周期短，易操作。热处理后辊圈性能质量稳定性好，表层硬度高，在HRC56～63之间，耐磨性好，内应力小，抗震动能力强。对细碎煤矸石或礓土，使用寿命为铸钢辊圈的30倍，为中锰球铁的5倍以上。解决了利用煤矸石制砖的难题。
4.浇注后直接淬火，节省了热处理能源消耗，缩短了热处理周期。
5.可直接用硬质刀具加工成成品。
6.高速细碎对辊机使用本发明的多元合金铸铁辊圈，保证了生产能正常进行，减少了停车修磨辊圈的次数，提高了车间设备利用率和劳动生产率，减少了维修费用。
实施例
成品对辊辊圈尺寸：700×500mm，厚70mm，其中多元合金铸铁层厚35mm，球墨铸铁层厚35mm。
多元合金球铁成份(％)：C2.71、Cr16.14、Mn1.18、Mo1.55、Cu1.01、Ni0.38、N0.023、RE0.022，余量Fe。多元合金球铁浇注温度为1456℃，浇完2/3铁液加入保护渣，多元合金铸铁表面温度降到1000℃时开始浇注球墨铸铁，球墨铸铁的浇注温度为1340℃。待辊圈凝固后，立即送淬火炉，并加热到950℃，保温2.5小时，由炉中取出进行淬火，控制冷却速度为5～8℃/min。冷却到450℃，保温1小时，再控制以25℃/h冷却速度冷却到低于80℃，淬火完毕。然后立即进行回火，回火温度控制在400～550℃温度范围，保温2小时。在以30℃/h速度冷却到100℃以下出炉。
Claims (2)
1.一种离心铸造多元合金铸铁复合抗磨辊圈，其特征在于复合辊圈外层为含氮多元合金抗磨铸铁，成分(％)为：C 2.0～3.6、Cr 7.0～23.0、Mn≤2.0、Si≤2.0、Mo≤3.0、Cu≤2.0、N 0.05～0.10、RE 0.02～0.03，余量为Fe，内层为高强度普通球墨铸铁。
2.权利要求1所述的复合抗磨辊圈的生产工艺，由复合浇铸和热处理工艺组成，其特征在于：
a.复合浇铸工艺：用冲天炉、中频感应炉或电弧炉熔炼多元合金铸铁和球墨铸铁，采用离心铸造工艺，开浇时模温为200～250℃，多元合金铸铁的开浇温度为1430～1500℃，多元合金铸铁浇入2/3后加入保护渣，浇完全部多元合金铸铁，并待其表面温度冷却到850～1000℃后浇入普通球墨铸铁，球墨铸铁的开浇温为1300～1400℃，球墨铸铁完全凝固后停机；
b.热处理工艺：离心浇铸停机后，立即脱模，辊圈红着送入淬火炉保温，待炉温稳定后，加热到940～1000℃，保温2.5小时，由炉中取出进行淬火，控制冷却速度为5～8℃/min，冷却到520～450℃，保温1小时，再控制以15～25℃/h冷却速度冷却到低于80℃，淬火完毕，然后立即进行回火，回火温度控制在400～550℃温度范围，保温2小时，再以30℃/h速度冷却到100℃以下出炉。
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