[发明专利]一种适用于低铬钢球的热处理工艺

说明书

技术领域

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。

发明内容

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；