專利名稱：低溫耐磨鋼的熱處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種低溫耐磨鋼的熱處理設(shè)備，特別是針對可用于野外開采設(shè)備上、能夠適于高強度、低溫等惡劣環(huán)境要求，具有超高硬韌性的耐磨低溫耐磨鋼的熱處理設(shè) 備。
背景技術(shù)：
磨損是許多工業(yè)部門普遍存在并成為引起設(shè)備失效或材料破壞的一個重要原因，同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴(yán)重。目前的技術(shù)現(xiàn)狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標(biāo)，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。一類是強調(diào)材料的高韌性，一類是強調(diào)材料的抗磨性。而無 法達(dá)到一個有效的統(tǒng)一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應(yīng)用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優(yōu)于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20 %的高硬度共晶碳化物，具有優(yōu)異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產(chǎn)成本高以及高溫?zé)崽幚硪鬃冃伍_裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵 碳化物硬度低，碳化物呈連續(xù)狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。針對現(xiàn)狀，解決提高淬透性和合金元素含量增加的矛盾，得到一種生產(chǎn)工藝簡單、成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污染，同時保證在低溫環(huán)境中的良好工作，并在 多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄鋼已成為一項技術(shù)問題。同時人們也認(rèn)識到提 供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應(yīng)的熱處理工藝不僅是制造耐磨合金鑄鋼的 技術(shù)環(huán)節(jié)，同時，合理的熱處理工藝也將對耐磨合金鑄鋼的硬度和韌性等機械性能和減少 或消除應(yīng)力具有積極的作用；改善合金元素在組織中的分布形式和存在形式，使合金成分 得到更有效的利用。而作為現(xiàn)代化企業(yè)的自動化要求，也應(yīng)配以相對應(yīng)的自動化設(shè)備，以實 現(xiàn)上述熱處理工藝。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，提供一種低溫耐磨鋼的熱處理設(shè)備，包括熱處理系統(tǒng)和將 所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統(tǒng)間運輸連接的運輸系統(tǒng)，以及同熱處理系統(tǒng)和運輸系 統(tǒng)相連的上位控制單元；所述熱處理系統(tǒng)沿著所述運輸系統(tǒng)依次具有可設(shè)定加熱溫度和 停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設(shè)定冷卻 溫度和停留時間的、置有冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火 爐或淬火槽上，還設(shè)有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能 向所述上位控制單元發(fā)出數(shù)據(jù)信號；所述上位控制單元可根據(jù)所述時數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)對同 其相連的熱處理系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)的自動化控制。[0006]本實用新型具有自動化程度高、便于對其全程進行遠(yuǎn)程和現(xiàn)場的過程控制、保證 熱處理工藝的順利進行的優(yōu)點，同時由于采用具有水溶性淬火液的淬火槽，也保證了環(huán)保 上的優(yōu)勢。

圖1是本熱處理設(shè)備的示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熱處理工藝，其中所述鑄 鋼的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比為C 0. 27-0. 32 ；Mn 0. 70-0. 90 ；Si 0. 90-1. 30 ；Cr 1. 40-1. 80 ；Mo 0. 10-0. 20 ；Ni 0. 10-0. 20 ；Ti 0. 02-0. 03。其中各合金所具有的主要功能 為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低；硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性 和塑性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性；鉻(Cr)降低鋼的導(dǎo)熱性，能提高耐磨性；鉬(Mo)強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性；鎳(Ni)擴大奧氏體區(qū)，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力；鈦鐵(Ti)能強化鐵素體，脫氧和細(xì)化晶粒；針對上述耐磨合金鑄鋼進行熱處理的設(shè)備為1、退火爐1 溫度可被設(shè)為850°C -900°C，停留時間可被設(shè)為3_5小時的退火爐1 ； 將所述耐磨合金鑄鋼8置于溫度為850°C -900°C退火爐1中，保溫3_5小時出爐，然后至于 第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優(yōu)選的實施例采用退火爐是推桿式退火爐，例如RJT-150-8推桿式等溫退火爐， 其共分7個加熱區(qū)，各個加熱區(qū)溫度設(shè)定為850°C -90(TC。多個被預(yù)制成與退火爐1的尺寸 相適應(yīng)的耐磨合金鑄鋼8工件依批次通過上述7個加熱區(qū)，而被加熱升溫，并依次連續(xù)的在 上述7個加熱區(qū)中保溫，以使得耐磨合金鑄鋼8在退火爐中獲得有效長度的保溫時間。加 熱區(qū)數(shù)量也可以是其他的數(shù)量，其確定依據(jù)之一是與工件所需加熱的時間相適應(yīng)，以保證 工件的加熱要求，和大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的要求。同時為達(dá)到自動化生產(chǎn)和更有效的控制退火工序的目的，在上述的7個加熱區(qū)中 可以設(shè)有溫度監(jiān)控裝置9，以實現(xiàn)溫度的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報告，并進一步實現(xiàn)對退火爐溫 度的及時調(diào)整。優(yōu)選的，一、二、三、四、五加熱區(qū)采用TCW-32A三相調(diào)壓，六七區(qū)用數(shù)顯儀表 示溫度，每個區(qū)都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。耐磨合金鑄鋼8在保溫3-5小 時后出爐，然后至于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 溫度可被設(shè)為900°C 士 10°C，停留時間可被設(shè)為150分鐘 的淬火爐2 ；冷卻后產(chǎn)品溫度設(shè)為300°C，置有冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液3的淬火槽7 ；將前 述經(jīng)過第一次空冷的耐磨合金鑄鋼8置于溫度控制在900°C 士 10°C的淬火爐2中保溫150分鐘后取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液3，耐磨合金鑄鋼8冷致300°C左 右后被運出淬火槽7。優(yōu)選的實施例采用鑄鏈板式淬火爐，由5個加熱區(qū)組成，各個加熱區(qū)溫度控制到 900°C 士 10°C。工件保溫150分鐘后，自動置入淬火槽7，進行淬火。各個加熱區(qū)中可以設(shè) 有溫度監(jiān)控裝置9，以實現(xiàn)溫度的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報告，并進一步實現(xiàn)對淬火爐溫度的及 時調(diào)整。優(yōu)選的，各個加熱區(qū)可以設(shè)有數(shù)顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監(jiān)控。 另外，加熱區(qū)數(shù)量也可以是其他的數(shù)量，其確定依據(jù)之一是與工件所需加熱的時間相適應(yīng)， 以保證工件的加熱要求，和大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的要求。 淬火采用的冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液3。優(yōu)選的是配有PVAlO%，三已醇胺1%，苯 甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現(xiàn)進一步的自動化生產(chǎn)，與淬火槽7相 連接的淬火介質(zhì)系統(tǒng)5可以采用具有自動化能力較高大循環(huán)形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續(xù)和穩(wěn)定供應(yīng)。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 耐磨合金鑄鋼8在淬火液3內(nèi)滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監(jiān)控裝置9檢測 工件的冷卻溫度，當(dāng)工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區(qū)域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設(shè)為200_230°C，停留時間可被設(shè)為3_4小時的回火爐4 ；將 前述經(jīng)過淬火的耐磨合金鑄鋼8置于溫度為到200-230°C的回火爐中4，保溫3_4小時取 出，然后至于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優(yōu)選的采用網(wǎng)帶式回火爐由5個加熱區(qū)組成的，各個加熱區(qū)溫度升到 200-230°C，保溫3-4小時取出的進行空冷。加熱區(qū)的數(shù)量同樣基于上述原因可以選擇其他 的數(shù)量，而每個加熱區(qū)可以設(shè)有數(shù)顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監(jiān)控等溫度 監(jiān)控裝置9，以實現(xiàn)溫度的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報告。4、運輸系統(tǒng)其將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統(tǒng)間運輸連接，以實現(xiàn)所述 耐磨合金鑄鋼的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述退火爐1的所述耐磨合金鑄鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸裝置A ；將出自所述退淬火爐2的所述耐磨合金鑄鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區(qū)域II處的第二運輸裝置B ；將所述耐磨合金鑄鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸裝置C。例如采用起吊裝置，輸送帶 等直線運輸裝置等。另外，本熱處理設(shè)備在上述需要時間控制的區(qū)域還配有檢測所述耐磨合金鑄鋼停 留在上述爐中時間的計時裝置10，并可以實現(xiàn)時間的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報告，便于整個生產(chǎn) 的高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設(shè)備中還具有上位控制單元6，本系統(tǒng)中的退火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質(zhì)系統(tǒng)5、回火爐4以及運輸系統(tǒng)可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，優(yōu)選的所述熱處理系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)通過有線 或無線的形式同上位控制單元相連，以使得上位控制單元6可以獲得本系統(tǒng)中的計時裝置 10和溫度監(jiān)控裝置9發(fā)出的數(shù)據(jù)信號，并及時調(diào)整爐內(nèi)的溫度和停留時間，并控制運輸系 統(tǒng)與其相配合及時運輸，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的大規(guī)模化的系統(tǒng)自動控制。上述熱處理設(shè)備具有自動程度高、便于對其全程進行遠(yuǎn)程和現(xiàn)場的過程控制、保證熱處理工藝的順利進行、使所述耐磨合金鑄鋼達(dá)到所需的機械性能等特點。 本實用新型所述鑄鋼經(jīng)過上述設(shè)備處理后，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強 度:1200-1400MPa，延伸率δ 57-15%, V 型缺口沖擊韌性 Akv25_40J，硬度48_55HRC。并 適合用于在低溫環(huán)境中，如-20°C -0°C，與凍巖、凍土層接觸的工程機械設(shè)備，適應(yīng)在寒帶 環(huán)境中長期工作的要求。本實用新型中所揭示的多種功能結(jié)構(gòu)及其實施例，均通過權(quán)利要求得到體現(xiàn)和保 護，任何根據(jù)本實用新型中所示的附圖和實施例所得到的啟示，均落入本實用新型所保護 的范圍之中。
權(quán)利要求一種低溫耐磨鋼的熱處理設(shè)備，其特征在于，其包括熱處理系統(tǒng)和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統(tǒng)間運輸連接的運輸系統(tǒng)，以及同熱處理系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)相連的上位控制單元；所述熱處理系統(tǒng)沿著所述運輸系統(tǒng)依次具有可設(shè)定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設(shè)定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設(shè)有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發(fā)出數(shù)據(jù)信號；所述上位控制單元可根據(jù)所述時間和溫度裝置發(fā)出的數(shù)據(jù)信號，向所述熱處理系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)發(fā)出控制信號，調(diào)整所述耐磨合金鑄鋼在爐內(nèi)的溫度和停留時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫耐磨鋼的熱處理設(shè)備，其特征在于所述熱處理系統(tǒng)和 運輸系統(tǒng)通過有線或無線的形式同上位控制單元相連。
專利摘要一種低溫耐磨鋼的熱處理設(shè)備，包括熱處理系統(tǒng)和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統(tǒng)間運輸連接的運輸系統(tǒng)，以及同熱處理系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)相連的上位控制單元；所述熱處理系統(tǒng)沿著所述運輸系統(tǒng)依次具有可設(shè)定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設(shè)定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設(shè)有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發(fā)出數(shù)據(jù)信號；所述上位控制單元可根據(jù)所述時數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)對同其相連的熱處理系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)的自動化控制。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高。
文檔編號C21D1/26GK201553760SQ20092026640
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業(yè)精密鑄造有限公司