螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺，在球墨铸铁原铁水中按炉内铁水重量百分比加入55%的铬铁合金0.60～1.80%，80%的镍合金0.65～1.20%，99.9%的纯钨棒0.15～0.53%，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水，原铁水经过球化处理、三次孕育处理后所浇注的推进器经过冷却、清理，在860～920℃进行奥氏体化处理和在230～320℃进行等温淬火处理，金相组织由奥铁体+碳化物+石墨球组成。本发明具有强度高、表面硬度高，抗磨损，心部韧性高，不会断裂的显著特点，实现减少推进器的更换次数，保证生产的连续进行，提高螺旋进给式制棒机的制棒效率，达到提高经济效益的目的。
【专利说明】 螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及螺旋进给式制棒机【技术领域】，特别涉及一种螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]螺旋进给式制棒机是以木材的边角料、锯末、农作物的秸杆或外皮做原料，在高温、高压的条件下，将其制成棒状固体燃料(炭棒)的主要设备，结构紧凑、制棒过程连续、生产率高等优点，但同时存在推进器磨损剧烈，更新、维修不方便等缺点。推进器是螺旋进给式制棒机的核心部件，结构复杂，现有的螺旋进给式制棒机的推进器多由中碳钢铸造后加工而成，因推进器在200?340°C高温和70?lOOMPa高压下工作，每根推进器的平均使用寿命通常只有30?40小时。更换推进器时需经过停机、冷却、拆卸、修复、安装、调试，每更换、修复一次大约需要4?6小时，严重制约和影响生产。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种在高温、高压下工作高强度、抗磨损、使用寿命长的螺旋进给式制棒机的推进器及其生产工艺，实现减少螺旋进给式制棒机的推进器的更换次数，保证生产的连续进行，提高螺旋进给式制棒机的制棒(炭棒)效率，达到提高经济效益的目的。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:在球墨铸铁原铁水中按炉内铁水重量百分比加入55%的铬铁合金0.60?1.80%，80%的镍合金0.65?1.20%，99.9%的纯钨棒0.15?0.53%，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水。
[0005]所述的铬镍钨合金球墨铸铁原铁水含有3.65?3.85%的碳、1.70?1.80%的硅、
0.35 ?0.65% 的锰、0 ?0.035% 的磷、0 ?0.020% 的硫、0.30 ?0.95% 的铬、0.45 ?0.95%的镍、0.14?0.53%的钨。
[0006]所述的铬镍钨合金球墨铸铁原铁水经过球化处理、第一次、第二次孕育处理后含有 3.40 ?3.65% 的碳、2.30 ?2.60% 的硅、0.35 ?0.65% 的锰、0 ?0.035% 的磷、0 ?0.018%的硫、0.30?0.95%的铬、0.45?0.95%的镍、0.14?0.53%的钨，浇注过程中进行第三次随流孕育处理，所浇注的推进器的铸态金相组织为:球化率多90%，石墨球数量多100个/mm2，碳化物数量彡5%。
[0007]所述的浇注后的推进器清理后在860?920°C进行奥氏体化处理和在230?320°C进行等温淬火处理，所得的推进器的金相组织由奥铁体+碳化物+石墨球组成，机械性能为:硬度彡60HRC，冲击韧性彡30J/mm2。
[0008]生产螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器的工艺流程为:原料一熔化球墨铸铁原铁水、同时开始造型一在原铁水中按炉内铁水重量百分比加入铬铁合金、镍合金、纯钨棒，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水一检验一测温一出铁水球化处理、第一次、第二次孕育处理一浇注、同时进行第三次随流孕育处理一冷却一清理一检验一奥氏体化处理一等温淬火处理一出炉空冷一检验。
[0009]所述的球化处理所用的外径Φ 13mm的球化包芯线含有29?30%的镁、2.7?4.0%的稀土、40?45%的硅、6?8%的钙、余量为铁；第一次孕育处理所用的外径Φ 13mm的孕育包芯线含有3.52?4.0%的钡、大于65.7%的硅、1.62?2.0%的钙、1.7?2.0%的铝、余量为铁；铁水转包时进行第二次孕育处理所用的硅-钡-钙孕育剂，含有70?75%的硅、
1.5?3.0%的钡、1.0?2.0%的钙、余量为铁，粒度3.0?8.0mm ;铁水浇注过程中进行第三次随流孕育处理所用的硅-钡-钙孕育剂，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的钡、1.0?
2.0%的钙、余量为铁，粒度0.2?0.7mm。
[0010]本发明的有益之处是:由于在球墨铸铁原铁水中按炉内铁水重量百分比加入显著提高球墨铸铁的强度、硬度、耐磨性、耐热疲劳性能和淬透性的铬铁合金、镍合金、纯钨棒，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水，铬镍钨合金球墨铸铁原铁水经过球化、孕育处理后所浇注的推进器强度高、硬度高、耐磨性高、耐热疲劳性能好、高温强度高、高温耐磨性好、淬透性好。经过奥氏体化处理和等温淬火处理的推进器的金相组织转变为奥铁体、碳化物和石墨球。奥铁体具有很高的冲击韧性，使推进器心部具有很高的韧性，推进器不会断裂；奥铁体同时具有加工硬化特点，使推进器在工作中在挤压力的作用下表面的奥铁体转变为马氏体，马氏体的硬度极高，硬度多HRC65以上，有效提高推进器的表面硬度和耐磨性，碳化物硬度高，具有极高的抗磨功能，使推进器外部具有很高的硬度，推进器耐磨；石墨球具有很好的润滑作用，减小推进器在工作中在挤压时的摩擦力，减少推进器的磨损。
[0011 ] 本发明采用高韧性、高硬度、抗磨、高耐热疲劳性能的新材料生产螺旋进给式制棒机的推进器，所生产的推进器高温强度高，高温耐磨性好，外部硬度高，抗磨损，心部韧性高，不会断裂，实现减少螺旋进给式制棒机的推进器的更换次数，保证生产的连续进行，提高螺旋进给式制棒机的制棒(炭棒)效率，达到提高经济效益的目的。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0013]用3吨中频炉熔化铁水。
[0014]在中频炉内加入Q12生铁1500Kg、Q235废钢900Kg、球墨铸铁回炉铁600Kg、98.5%增碳剂40Kg、75%硅铁40Kg、65%锰铁10Kg，熔炼普通球墨铸铁原铁水。
[0015]造型机同时开始造型。
[0016]铁水完全熔化后，扒净炉内熔渣，在原铁水中按炉内铁水重量百分比加入55%的铬铁合金 0.86%(25.8Kg)，80% 的镍合金 1.05%(31.6Kg)，99.9% 的纯钨棒 0.33%( 10.12Kg)，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水。
[0017]55%铬铁合金、80%镍合金、99.9%纯钨棒完全熔化后进行精炼、扒净熔渣。
[0018]检验:取光谱试样进行光谱分析。
[0019]铬镍钨合金球墨铸铁原铁水含有3.70%的碳、1.76%的硅、0.42%的锰、0.028%的磷、0.019%的硫、0.45%的铬、0.80%的镍、0.32%的钨。
[0020]测温，温度达到出炉温度1530°C时准备出铁水进行球化、孕育处理。
[0021]将铁水包、浇包烫红，并将浇包吊运到球化站旁铁水转包处。
[0022]每包铁水出铁水量lOOOKg。
[0023]在球化站上设定好球化处理所用的外径Φ 13mm的球化包芯线进线长度24米，进线速度28米/每分钟；第一次孕育处理所用的外径Φ 13mm的孕育包芯线进线长度22米，进线速度26米/每分钟。
[0024]外径Φ 13_的球化包芯线含有29?30%的镁、2.7?4.0%的稀土、40?45%的硅、6?8%的钙、余量为铁；第一次孕育处理所用的外径Φ 13mm的孕育包芯线含有3.52?
4.0%的钡、大于65.7%的娃、1.62?2.0%的钙、1.7?2.0%的铝、余量为铁。
[0025]出lOOOKg铁水到铁水包内，将铁水包吊运到球化站移动台车上，并输送到球化站内。
[0026]开启球化站，对铁水包内铁水进行球化处理、第一次孕育处理，一分钟内处理完毕。
[0027]球化处理、第一次孕育处理后将球化站内的铁水包输送出球化站，扒净熔渣。
[0028]在浇包内加入第二次孕育处理所用的硅-钡-钙孕育剂6.5Kg，将铁水包内的铁水转包倒入浇包内，进行第二次孕育处理，处理后扒净炉渣，并在铁水表面撒上保温剂。
[0029]铁水转包时进行第二次孕育处理所用的硅-钡-钙孕育剂，含有70?75%的硅、
1.5?3.0%的钡、1.0?2.0%的钙、余量为铁，粒度3.0?8.0_。
[0030]将浇包叉运到浇注机上。
[0031]检验:扒开浇包内保温剂，取光谱试样进行光谱分析。
[0032]球化处理、第二次孕育处理后的铬镍钨合金球墨铸铁铁水含有3.42%的碳、
2.45%的硅、0.42%的锰、0.28%的磷、0?0.015%的硫、0.45%的铬、0.80%的镍、0.32%的钨。
[0033]将球化处理、第二次孕育处理后的铬镍钨合金球墨铸铁铁水浇注已经造好的推进器的型腔内，浇注过程中进行第三次随流孕育处理，第三次随流孕育处理所用的孕育剂加入量为22克/每秒钟，8分钟内浇注完毕。
[0034]铁水浇注过程中进行第三次随流孕育处理所用的硅-钡-钙孕育剂，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的钡、1.0?2.0%的钙、余量为铁，粒度0.2?0.7_。
[0035]浇注后的推进器在砂型内冷却到100°C以下时，落砂清理，得到推进器铸件。
[0036]推进器铸件本体取样检验。
[0037]推进器的铸态金相组织为:球化率多90%，石墨球数量多100个/mm2，碳化物数量彡3% ο
[0038]金相显微镜检验结果:球化率93%，石墨球数量120个/mm2，碳化物数量6%。
[0039]将推进器装入热处理炉内进行奥氏体化处理。
[0040]以45°C /小时的升温速度对热处理炉进行升温加热。
[0041]热处理炉内温度升到890°C时恒温保温1.2小时。
[0042]将等温淬火炉升温到280°C保持恒温。
[0043]将热处理炉内保温1.2小时后出炉的推进器，迅速移入等温淬火炉内进行等温淬火处理，在280°C恒温保温1.3小时。
[0044]恒温保温1.3小时后，将推进器出炉空冷。
[0045]等温淬火处理后的推进器本体取样检验。
[0046]等温淬火处理后的推进器本体金相组织检验。
[0047]推进器的金相组织由奥铁体+碳化物+石墨球组成。
[0048]金相显微镜检验结果:见附图1。
[0049]附图1是等温淬火处理后的推进器本体金相组织图。
[0050]图中:(1)大部分阴影部分为奥铁体，(2)白色部分为碳化物，(3)深黑色部分为石墨球。
[0051]机械性能检验。
[0052]等温淬火处理后的推进器本体机械性能为:硬度多60HRC，冲击韧性多30J/mm2。
[0053]用洛氏硬度计检验结果:65HRC。
[0054]无缺口冲击试验结果:冲击韧性40 J/mm2。
[0055]本发明的工艺流程，由以下实施例给出。
[0056]原料一熔化球墨铸铁原铁水、同时开始造型一在原铁水中按炉内铁水重量百分比加入铬铁合金、镍合金、纯钨棒，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水一检验一测温一出铁水球化处理、第一次、第二次孕育处理一浇注、同时进行第三次随流孕育处理一冷却一清理一检验一奥氏体化处理一等温淬火处理一出炉空冷一检验。
【权利要求】
1.螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺，其特征在于:在球墨铸铁原铁水中按炉内铁水重量百分比加入55%的铬铁合金0.60?1.80%，80%的镍合金0.65?1.20%，99.9%的纯钨棒0.15?0.53%，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水； 所述的铬镍钨合金球墨铸铁原铁水含有3.65?3.85%的碳、1.70?1.80%的硅、0.35 ?0.65% 的锰、O ?0.035% 的磷、O ?0.020% 的硫、0.30 ?0.95% 的铬、0.45 ?0.95%的镍、0.14?0.53%的钨。
2.根据权利要求1所述的螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺，其特征在于:铬镍钨合金球墨铸铁原铁水经过球化处理、第一次、第二次孕育处理后含有3.40 ?3.65% 的碳、2.30 ?2.60% 的硅、0.35 ?0.65% 的锰、O ?0.035% 的磷、O ?0.018%的硫、0.30?0.95%的铬、0.45?0.95%的镍、0.14?0.53%的钨，浇注过程中进行第三次随流孕育处理，所浇注的推进器的铸态金相组织为:球化率多90%，石墨球数量多100个/mm2，碳化物数量彡5%。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺，其特征在于:浇注后的推进器清理后在860?920°C进行奥氏体化处理和在230?320°C进行等温淬火处理，所得的推进器的金相组织由奥铁体+碳化物+石墨球组成，机械性能为:硬度彡60HRC，冲击韧性彡30J/mm2。
4.生产螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器的工艺流程为:原料一熔化球墨铸铁原铁水、同时开始造型一在原铁水中按炉内铁水重量百分比加入铬铁合金、镍合金、纯钨棒，熔炼铬镍钨合金球墨铸铁原铁水一检验一测温一出铁水球化处理、第一次、第二次孕育处理一浇注、同时进行第三次随流孕育处理一冷却一清理一检验一奥氏体化处理一等温淬火处理一出炉空冷一检验。
5.根据权利要求1或2所述的螺旋进给式制棒机的高强度抗磨的推进器及其生产工艺，其特征在于:球化处理所用的外径Φ 13mm的球化包芯线含有29?30%的镁、2.7?4.0%的稀土、40?45%的硅、6?8%的钙、余量为铁；第一次孕育处理所用的外径Φ 13mm的孕育包芯线含有3.52?4.0%的钡、大于65.7%的娃、1.62?2.0%的钙、1.7?2.0%的铝、余量为铁；铁水转包时进行第二次孕育处理所用的硅-钡-钙孕育剂，含有70?75%的硅、.1.5?3.0%的钡、1.0?2.0%的钙、余量为铁，粒度3.0?8.0mm ;铁水浇注过程中进行第三次随流孕育处理所用的的硅-钡-钙孕育剂，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的钡、1.0?.2.0%的钙、余量为铁，粒度0.2?0.7mm。
【文档编号】C22C37/08GK104498809SQ201510000243
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月3日 优先权日:2015年1月3日
【发明者】罗建华 申请人:罗建华