離心鑄造高耐磨合金鑄鐵復合抗磨輥圈生產工藝制造技術

本發明專利技術提供了一種離心鑄造高耐磨合金鑄鐵復合抗磨輥圈的生產工藝。本生產工藝由離心復合澆注工藝和熱處理工藝組成，其特征在于復合抗磨輥圈外層含釩和多種少量無素合金鑄鐵，成分（％）為：Ｃ１．７～３．０、Ｃｒ１１．０～２０．０、Ｖ０．３～１．２、Ｍｏ１．０～２．０、Ｎｉ≤１．５、Ｍｎ≤１．５、Ｃｕ≤１．５、Ｎ０．０６～０．１５、Ｃｅ０．０１～０．０４、Ｔｉ≤０．１０，內層為高強度球墨鑄鐵。其優點在于高耐磨性、內應力小、開裂傾向小，使用壽命高、性能價格比優越，使用于細碎煉矸石、水泥熟料等硬質材料。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術提供了一種復合輥圈的外層成分、離心復合澆鑄及熱處理工藝。與本專利技術的相關技術有我國專利號ZL94 1 009424的復合抗磨對輥輥圈外層的鉻錳鉬鑄鐵，其成分(％)為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。美國Climax公司的高鉻鉬鑄鐵，其成分(％)為C2.8～3.5、Cr14～16、Mo1.9～2.2、Mn0.6～0.9。英國BS，4844Part31975耐磨白口鐵級別3A，其成分(％)為C2.4～3.0、Cr14～17、Mo0～2.5、Ni0～1.0、Mn0.5～1.5、Cu0～1.2。國內目前使用的對輥輥圈產品有三種，第一種為中高碳鑄鋼輥圈，第二種為中錳球鐵輥圈，第三種為冷硬鑄鐵輥圈。前兩種耐磨性差，使用壽命低。第一種總壽命不超過40天，第二種由于錳含量較高，冶煉成分波動大，性能穩定性差，使用壽命波動大，且易碎裂，最高使用壽命不超過4個月。這兩種輥圈無法達到煤矸石磚的細碎要求。冷硬鑄鐵輥圈若硬度達到HRC50以上，才有稍高的使用壽命。本專利技術的目的在于提供一種具有高抗磨性、耐沖擊、高韌性、高使用壽命、性能價格比優異、適用于煤矸石、水泥熟料和礓石土等硬質材料細碎的高耐磨合金鑄鐵復合抗磨輥圈生產工藝。本專利技術的構成為1.采用高耐磨合金鑄鐵作為輥圈的外層材料，它含有較高的釩含量，增加抗磨相Cr7C3相的硬度，細化共晶碳化物和鑄造組織，從而提高合金鑄鐵的耐磨性和韌性。鎳、鈦等少量和微量元素可進一步改善韌性，鎳、鉬、錳、氮的合理使用，可發揮各元素之間的交互作用，改善合金鑄鐵的組織，提高其淬透性，從而進一步提高其綜合力學性能和工藝性能。高耐磨合金鑄鐵的化學成分(％)為C1.7～3.0、Cr11.0～20.0、V0.3～1.2、Mo1.0～2.0、Ni≤1.5、Mn≤1.5、Cu≤1.5、N0.06～0.15、Ce0.01～0.04、Ti≤0.10。2.采用離心鑄造復合澆注工藝。用感應爐、沖天爐熔煉高耐磨合金鑄鐵和球墨鑄鐵，球墨鑄鐵的成分(％)為C3.7～4.0、Si2.2～2.6、Mn≤0.6、P≤0.03、S≤0.02、RE≤0.03、Mg≤0.04，余量為Fe。采用離心鑄造工藝，高耐磨合金鑄鐵的開澆溫度高于1440℃，當高耐磨合金鑄鐵澆入鑄模超過1/2后加入保護渣。澆完全部高耐磨合金鑄鐵，并待其表面溫度冷卻到1000℃以下，澆入球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的開澆溫度為1320～1440℃，待球墨鑄鐵完全凝固后停機。3.采用淬火和回火熱處理工藝。離心機停機后，立即脫模，輥圈紅著送入退火爐，加熱到920～1000℃保溫4小時然后爐冷，低于100℃出爐。淬火和回火。輥圈放入淬火爐，控制加熱速度20～50℃/h，爐溫升到940～1000℃保溫3～4小時，由爐中取出進行淬火，控制冷卻速度5～10℃/min，冷卻到550～450℃再控制以10～20℃/h冷卻到低于60℃，淬火完畢。然后立即回火，回火溫度控制在450～580℃范圍，保溫3小時爐冷。本專利技術的優點在于1.解決了我國煤矸石、水泥熟料及頁巖的高效細碎工藝裝備的難題。2.通過加入較高釩含量和多種少量及微量元素，提高了輥面的耐磨性和韌性。3.通過兩種金屬復合鑄造，使熱處理后輥圈的高耐磨性和高強韌性得到良好的統一。4.熱處理工藝易控制，熱處理后輥圈性能穩定性好，輥外層淬硬層深，淬硬層由表到深度硬度分布均勻，在HRC56～63之間，內應力小，抗振能力強，對細碎煤矸石或礓石土，使用壽命為鑄鋼輥圈的40倍，為中錳球鐵輥圈的6倍以上，為冷硬鑄鐵輥圈的3倍以上。5.高速細碎設備使用本專利技術的高耐磨合金鑄鐵復合輥圈，保證生產能正常進行，減少維修換輥圈的次數，提高了勞動生產率，節省維修費用。實施例成品對輥輥圈尺寸700×500mm，厚70mm，其中高耐磨合金鑄鐵層厚30mm，球墨鑄鐵層厚40mm。高耐磨合金鑄鐵成分(％)為C2.65、Cr14.70、Mo1.54、Ni0.82、Mn0.65、Cu0.35、N0.06、Ce0.015、Ti0.02、余量為Fe。高耐磨合金鑄鐵澆注溫度為1448℃，澆完2/3鐵液加入保護渣，澆完高耐磨鑄鐵待表面溫度降到1000℃時開始澆注球墨鑄鐵，球墨鑄鐵的澆注溫度為1335℃。待球墨鑄鐵完全凝固后停機，立即脫模，將輥圈紅著送入退火爐，進行退火，退火溫度950℃保溫3.5小時緩冷。輥圈經機械加工后進行淬火，加熱到960℃保溫2.5小時，由爐中取出淬火，控制冷卻速度4～6℃/min，冷卻到500℃再以20℃/h冷卻到低于60℃，淬火完畢。然后立即回火，回火溫度在480～540℃范圍保溫3小時，爐冷到120℃以下出爐。權利要求1.一種離心鑄造高耐磨合金鑄鐵復合抗磨輥圈。其特征在于復合抗磨輥圈外層為含較高釩和多種少量及微量合金元素共同復合合金化的高耐磨合金鑄鐵，成分(％)為C1.7～3.0、Cr11.0～20.0、V0.3～1.2、Mo1.0～2.0、Ni≤1.5、Mn≤1.5、Cu≤1.5、N0.05～0.15、Ce0.01～0.04、Ti≤0.10，余量為Fe，內層為高強度球墨鑄鐵。2.一種抗磨輥圈生產工藝，由復合澆鑄和熱處理工藝組成，其特征在于a.復合澆鑄工藝由中頻感應爐、沖天爐熔煉高耐磨合金鑄鐵和球墨鑄鐵。采用離心鑄造工藝，高耐磨合金鑄鐵的開澆溫度高于1440℃，當高耐磨合金鑄鐵澆入離心鑄模超過1/2后加入保護渣。澆完全部高耐磨合金鑄鐵，并待其表面溫度冷卻到1000℃以下澆入球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的開澆溫度為1320～1440℃。球墨鑄鐵澆完，待完全凝固后停機。b.熱處理工藝離心澆鑄停機后，立即脫模，輥圈紅著送入退火爐，加熱到920～1000℃保溫4小時，然后爐冷，低于100℃出爐。淬火和回火輥圈放入淬火爐，控制加熱速度20～50℃/h、爐溫升到940～1000℃保溫3～4小時，由爐中取出進行淬火，控制冷卻速度5～10℃/min，冷卻到550～450℃再控制冷卻速度以10～20℃/h冷卻到低于60℃，淬火完畢。然后立即進行回火，回火溫度在450～580℃范圍，保溫3小時爐冷。全文摘要本專利技術提供了一種離心鑄造高耐磨合金鑄鐵復合抗磨輥圈的生產工藝。本生產工藝由離心復合澆注工藝和熱處理工藝組成,其特征在于復合抗磨輥圈外層含釩和多種少量無素合金鑄鐵,成分(%)為:C1.7～3.0、Cr11.0～20.0、V0.3～1.2、Mo1.0～2.0、Ni≤1.5、Mn≤1.5、Cu≤1.5、N0.06～0.15、Ce0.01～0.04、Ti≤0.10,內層為高強度球墨鑄鐵。其優點在于高耐磨性、內應力小、開裂傾向小,使用壽命高、性能價格比優越,使用于細碎煉矸石、水泥熟料等硬質材料。文檔編號B22D13/00GK1367270SQ0113431公開日2002年9月4日 申請日期2001年10月30日 優先權日2001年10月30日專利技術者吳承健, 孫立 申請人:吳承健, 孫立本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種離心鑄造高耐磨合金鑄鐵復合抗磨輥圈。其特征在于復合抗磨輥圈外層為含較高釩和多種少量及微量合金元素共同復合合金化的高耐磨合金鑄鐵，成分（％）為：Ｃ１．７～３．０、Ｃｒ１１．０～２０．０、Ｖ０．３～１．２、Ｍｏ１．０～２．０、Ｎｉ≤１．５、Ｍｎ≤１．５、Ｃｕ≤１．５、Ｎ０．０５～０．１５、Ｃｅ０．０１～０．０４、Ｔｉ≤０．１０，余量為Ｆｅ，內層為高強度球墨鑄鐵。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳承健，孫立，
申請(專利權)人：吳承健，孫立，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]