[发明专利]一种白口铁抛丸机叶片的轧制方法

说明书

本发明属于金属轧制的技术领域。

抛丸机广泛应用于铸件、锻件、焊接件和铆接件的清理，工业除锈、表面强化等领域。在抛头器的零部件中，以叶片的磨损最为严重。因而，叶片使用寿命较短是当前国内各工厂所遇到的普遍问题。

目前，国内外使用的抛丸机叶片是用白口铸铁铸造而成的。由于硬质相碳化物的存在，白口铸铁具有很好的耐磨性，但普通白口铸铁的碳化物为网状沿晶分布，具有韧性低，易脆断的特点，限制了它的使用。因而，国内外研究者一直试图通过改善碳化物的形态和分布提高白口铸铁的强韧性，以提高其抗磨性。目前，有以下几种方法：

高合金化，通过加入高合金来改变碳化物相的结构，从而达到改善其分布的目的。《Литеиное Пронзводство》1984年№.2，E.B.Болдцрев。高铬白口铸铁的化学成分为：3.0～3 2％C、0.7～0.9％Si、0.4～0.6％Mn、21～23％Cr、0.1～0.2％V。应用最多的是高铬白口铸铁，但由于高合金使成本大幅度提高。所以，高合金白口铸铁的使用寿命的提高相对于较高的合金成本，并没有显示出绝对的优势。目前，高铬白口铸铁叶片的使用寿命平均在200～300小时之间。此种材质叶片在国外使用较多。

采用变质、热处理、低合金化的方法来实现改善碳化物分布的目的。上述方法由于成本较低，在我国广为应用。但这些方法目前还不能明显改变碳化物的分布、形状，基本还是网状分布。因此，韧性和抗磨性仍较低。此种材质的抛丸机叶片使用寿命一般在50～70小时，经合适的合金化、变质、热处理等最好可达150小时左右。

铸造白口铁叶片性能除受组织因素的影响，还有一个致命的弱点，就是各种铸造缺陷的存在，而这些铸造缺陷极易诱发裂纹的萌生和长大，加剧叶片的局部磨损，使得同一抛头的八块叶片失去动平衡，提前退役，大大降低了叶片的使用寿命。

本发明的目的是提供一种白口铁抛丸机叶片的轧制方法，以提高白口铸铁的冲击韧性、耐磨性，及其使用寿命，并降低了生产成本。

本发明的主要内容是采用普通白口铸铁，其成分：2.1-3.0％C，＜1.0％Si，0.8-1.5％Mn  1.0％Cr，0.3-0.8％Mo，0.5-1.0％Cu，＜0.05％P，＜0.05％S。采用轧制白口铸铁叶片是一种全新的工艺。轧制温度为750-1100℃，轧制变形率为＜70％。该技术的特点是将叶片的成型工艺和白口铸铁材质的改善有机的结合起来。首先，采用高温轧制变形的方法，从根本上改变碳化物分布和形态，使原来沿晶界分布的网状碳化物破碎、断网、均匀分布，大幅度提高了白口铸铁的冲击韧性。

本发明包括：白口铸铁化学成分的选择，白口铸铁轧制工艺的确定，轧辊孔型的设计等，同时，在理论方面系统地研究了轧制白口铸铁的抗磨机制。

本发明的化学成分的选择，应保证材质具有优良的轧制性能和利用余热在空冷或风冷条件下获得马氏体—贝氏体复合基体组织，并均匀分布足够的块状碳化物和细小的二次碳化物，使机械性能、冲击韧性和抗磨性达到最佳值，C：2.1-3.0％、Si＜1.0％、Mn：0.8-1.5％、Cr：1.0％、Mo：0.30-0.80％、Cu：0.5-1.0％、P＜0.05％、S＜0.05％。

本发明的白口铸铁的毛坯采用连铸方法生产得到。根据白口铸铁在轧制过程中变形抗力大，宽展能力小的特点，及最佳变形的要求，设计结晶器尺寸，保证轧制叶片尺寸精度。连铸工艺参数为：铸温850-1100℃后，拉坯速度1.0～2.5m/min：

本发明的轧制工艺参数的确定是根据白口铸铁的变形特点综合考虑白口铸铁的高温轧制性能、常温性能，确定：

(1)轧制温度：750-1100℃  保证轧制功率消耗低，轧制叶片质量稳定。

(2)轧制变形率：＜70％  保证碳化物充分破碎，具有最高强度、韧性和抗磨性。

本发明铸态白口铸铁在轧前初期，碳化物呈网状，热塑性较差，宜采用小网变形量。根据这一特点设计轧辊孔型和轧制工艺。可选用双辐四道次封闭孔型。保证叶片的尺寸精度，简化了轧制工艺。

本发明白口铸铁的最佳轧制温度850-1100℃，最佳轧制变形率50-60％。

本发明轧制白口铸铁叶片技术具有以下优点：

(1)组织为块状碳化物+细粒状二次碳化物，分布在马氏体—贝氏体基体上，具有很好的强韧性。其冲击韧性是铸造叶片的2.85-3.66倍，硬度平均HRc60左右，抗磨性提高3～5倍。