本发明涉及金属热处理领域,具体属于一种适用于低铬钢球的热处理工艺。
背景技术:
低铬铸铁是继高锰钢、镍硬铸铁之后现今最好的耐磨材料,具有高强度、高韧性、高耐磨性,广泛应用于我国耐磨材料中。由于其cr含量在10%~25%之间,具有很好的淬透性,淬火冷却时,如果冷速过大容易产生淬火裂纹。淬火采用油冷时,需要选用粘度、闪点都很高的慢速淬火油,例如等温分级淬火油,由于其成本高,污染严重,是节能环保的重点控制对象。采用风冷、空冷,由于冷却速度过慢且不均匀,淬火后硬度偏低(只有50~55hrc)且不匀。水溶性聚合物淬火介质,可通过调整浓度,控制冷却速率,达到冷却性能在风冷与油冷之间,实现淬透性、淬硬性、硬度均匀性,是节能减排发展方向。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种适用于低铬钢球的热处理工艺,经过淬火并回火以获得高硬度强韧性的马氏体基体,同时可以提高铸件的冲击疲劳抗力,消除和大幅度降低内应力。
本发明的技术方案如下:
一种适用于低铬钢球的热处理工艺,其工艺步骤分为:
1)、当含有质量百分数为3-5%铬元素的铁液温度升至1350-1400℃时,插铝脱氧,扒渣后出炉,钢包内放置稀土硅铁对铁液进行变质处理,出炉后静置3-5min,在1350℃左右进行浇注成型;
2)、将低铬钢球放入到真空加热炉加热到900-930℃,并保温20-30min备用,其中真空加热炉的炉内气氛由氮气和一氧化氮组成;
3)、将炽热状态的低铬钢球放入水基淬火液中进行等温淬火处理,时间15-20min,该水基淬火液按质量百分数计由以下组分组成:聚丙烯10-12%、聚苯硫醚5-6%、氯化聚醚2-3%、碳酸丙烯酯1.5-3.5%、硝酸钾0.5-0.9%,余量为水;
4)、再用水枪将低铬钢球表面清洗,将低铬钢球放入300-400℃中回火处理,保温30-40min;
5)、回火处理后的低铬钢球放入渗氮炉内进行渗氮处理,渗氮温度600~630℃,时间1~2小时,渗氮后随炉冷却。
所述的水基淬火液按质量百分数计由以下组分组成:聚丙烯11%、聚苯硫醚5.5%、氯化聚醚2.5%、碳酸丙烯酯2.5%、硝酸钾0.7%,余量为水。
所述的低铬钢球进行渗氮处理,渗氮温度615℃,时间1.5小时,渗氮后随炉冷却。
与现有技术相比,本发明的技术效果如下:
本发明的低铬钢球的热处理工艺中,采用水基淬火液作为淬火介质,减少昂贵合金元素的使用,降低高铬铸铁生产成本。使用高铬铸铁水性淬火介质进行热处理后的工件,具有畸变量小、不开裂、淬硬层深、硬度均匀性好和耐磨性好等优点。可以明显提高高铬铸铁的淬透性和硬度均匀性。
具体实施方式
实施例一:
一种适用于低铬钢球的热处理工艺,其工艺步骤分为:
1)、当含有质量百分数为3%铬元素的铁液温度升至1350℃时,插铝脱氧,扒渣后出炉,钢包内放置稀土硅铁对铁液进行变质处理,出炉后静置3min,在1350℃左右进行浇注成型;
2)、将低铬钢球放入到真空加热炉加热到900℃,并保温20min备用,其中真空加热炉的炉内气氛由氮气和一氧化氮组成;
3)、将炽热状态的低铬钢球放入水基淬火液中进行等温淬火处理,时间15-20min,该水基淬火液按质量百分数计由以下组分组成:聚丙烯10%、聚苯硫醚5%、氯化聚醚2%、碳酸丙烯酯1.5%、硝酸钾0.5%,余量为水;
4)、再用水枪将低铬钢球表面清洗,将低铬钢球放入300℃中回火处理,保温30min;
5)、回火处理后的低铬钢球放入渗氮炉内进行渗氮处理,渗氮温度600℃,时间1小时,渗氮后随炉冷却。
实施例二:
一种适用于低铬钢球的热处理工艺,其工艺步骤分为:
1)、当含有质量百分数为5%铬元素的铁液温度升至1400℃时,插铝脱氧,扒渣后出炉,钢包内放置稀土硅铁对铁液进行变质处理,出炉后静置5min,在1350℃左右进行浇注成型;
2)、将低铬钢球放入到真空加热炉加热到930℃,并保温30min备用,其中真空加热炉的炉内气氛由氮气和一氧化氮组成;
3)、将炽热状态的低铬钢球放入水基淬火液中进行等温淬火处理,时间20min,该水基淬火液按质量百分数计由以下组分组成:聚丙烯12%、聚苯硫醚6%、氯化聚醚3%、碳酸丙烯酯3.5%、硝酸钾0.9%,余量为水;
4)、再用水枪将低铬钢球表面清洗,将低铬钢球放入400℃中回火处理,保温40min;
5)、回火处理后的低铬钢球放入渗氮炉内进行渗氮处理,渗氮温度630℃,时间2小时,渗氮后随炉冷却。