專利名稱：一種白口鐵磨球的制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬的軋制領域。
斜軋制球是一種高效率的制球技術，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了較廣泛的應用。迄今為止，所軋制的材料僅限于普通碳鋼和一些低合金鋼等高塑性材料，因而所軋成的磨球塑性有余，硬度不足，耐磨性較差。總之，斜軋鋼球的技術經(jīng)濟性能較低，因而其發(fā)展已經(jīng)受到限制。
低塑性材料白口鐵鑄造磨球是一種老產(chǎn)品。由于粗大的網(wǎng)狀碳化物在其組織中呈連續(xù)網(wǎng)狀分布，以及鑄造缺陷的存在，導致白口鐵鑄造磨球硬度有余而韌性不足，在使用過程中易于碎裂，這不僅影響了磨球的耐磨性，而且嚴重影響磨礦效率。因此，多少年來，許多技術例如DT2113326、J47018723等借助合金化及熱處理等多種手段，以圖打破碳化物網(wǎng)，改善材料韌性取得了一些進展，高鉻鑄鐵和貝氏體球體鐵是兩個典型的例子，但這樣得到的材料的韌性仍然較低，特別是成本過高。近年來國內(nèi)外的一些基礎試驗表明白口鑄鐵經(jīng)壓力加工后可以使碳化物網(wǎng)得到充分的破碎和細化，沖擊韌性可以大幅度提高。根據(jù)基礎試驗結果，人們用鍛造方法生產(chǎn)的白口鐵磨球，裝機試驗表明，耐磨性能良好。但鍛造方法生產(chǎn)的規(guī)模小，效率低，單位成本偏高。
本發(fā)明的目的在于提供一種白口鐵磨球的制造方法，這種制造方法具有生產(chǎn)效率高、成本低、產(chǎn)品性能穩(wěn)定等優(yōu)點，應用前景非常可觀。
這種白口鐵磨球的制造方法的要點是在熔煉時，控制白口鐵鐵水的化學成份，使C2.0～3.0%，S、P＜0.1%，并在鐵水包中加入0.2～0.5%的稀土RE進行變質(zhì)處理，處理時間為1～5分鐘，之后使用金屬模進行澆鑄;起模后，在溫度850～1150℃范圍內(nèi)，對鑄成的鐵棒進行型砧拔長或者是熱擠壓等具有三向壓應力的開坯壓力加工，其鍛比或擠壓比為1.3～6;然后在1000～1060℃溫度范圍內(nèi)將棒料推入二輥斜軋機中軋制，進行制球成型工序，因材料的塑性低，使用的軋輥孔型要按體積守恒條件進行設計，這樣可以避免因過充滿而使軋件中心部出現(xiàn)疏松、中空和連接頸過早斷裂;為保證軋件達到所需的硬度，軋后利用軋件余溫進行淬火，然后再進行低溫回火處理，進行淬火時要使用淬火油等淬火劑。
在本發(fā)明中，控制鐵水中的C、S、P的成份、在鐵水澆鑄前進行變質(zhì)處理及使用金屬模澆鑄的目的在于得到細小的晶粒和在組織形態(tài)上使萊氏體數(shù)量小于50%。進行具有三向壓應力的開坯壓力加工可以消除鑄件的中心疏松、氣孔等鑄造缺陷，此外，還可以打碎大部分的碳化物網(wǎng)、改變碳化物的分布形態(tài)，從而為下部工序創(chuàng)造有利條件。在軋制成形中，軋輥的孔型嚴格滿足體積守恒條件，以保證軋件的質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。進行淬火和回火熱處理是為了提高軋件的機械性能。
實施例在中頻爐熔化鐵水，使C為2.3%，P、S＜0.1%，用金屬模鑄造，澆鑄前采用稀土鎂進行變質(zhì)處理，鑄造棒的直徑為60mm。
將棒料在電阻加熱爐內(nèi)加熱到1050℃，然后在400kg空氣錘上用甩模對棒料進行拔長，拔后棒料直徑為50mm。
將棒料重新在電阻爐內(nèi)加熱到1050℃，之后將加熱的棒料推入二輥斜軋機內(nèi)進行軋制，由于軋輥孔型是按體積守恒條件設計的，因而軋制穩(wěn)定、軋制的球體尺寸精確、圓度好、表面光潔、無外表及內(nèi)部缺陷。
軋制的球體的溫度大約為900℃左右，可直接滾入溫水中(考慮到球徑小才使用了水做淬火劑)進行余熱淬火。淬火后球在24小時內(nèi)在電加熱爐內(nèi)進行2小時200℃保溫回火，以去除內(nèi)應力。
熱處理后的磨球硬度達到HRC55，從心部到表層硬度均勻，其沖擊韌性達10J/cm2。
權利要求
1.一種白口鐵磨球的制造方法，其特征在于，熔煉時，控制白口鐵鐵水的化學成份，使C2.0～3.0%，S、P＜0.1%，并在鐵水包中加入0.2～0.5%的稀土RE進行變質(zhì)處理，處理時間為1～5分鐘，之后使用金屬模進行澆鑄，起模后，在溫度850～1150℃范圍內(nèi)對鑄成的鐵棒進行型砧拔長或者是熱擠壓等具有三向壓應力的開坯壓力加工，其鍛比或擠壓比為1.3～6；然后在1000～1060℃溫度范圍內(nèi)將棒料推入二輥斜軋機中軋制，進行制球成型工序；軋制后利用軋件余溫進行淬火，然后再進行低溫回火處理；淬火時使用的淬火劑為淬火油。
2.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于，軋制時所用的二輥軋機軋輥的孔型是按體積守恒條件設計的。
全文摘要
本發(fā)明為白口鐵磨球的制造方法。這種白口鐵磨球的制造方法是在熔煉時控制C、P、S的化學成分，對鐵水變質(zhì)處理和用金屬模澆鑄，對棒料進行開坯壓力加工之后，推入二輥斜軋機內(nèi)軋制成型，軋機軋輥的孔型是按體積守恒條件進行設計的，最后對軋件進行熱處理。本發(fā)明具有生產(chǎn)效率高，成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定等優(yōu)點，其經(jīng)濟效益十分顯著。
文檔編號B23P13/00GK1092007SQ9310255
公開日1994年9月14日 申請日期1993年3月12日 優(yōu)先權日1993年3月12日
發(fā)明者李云江, 邢書明, 唐秀東, 劉建華, 馬進瑞 申請人:東北重型機械學院南校, 遷安縣冶金礦山公司