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高铬铸铁双吸叶轮铸造工艺设计及优化近期我公司承接了国外客户来图加工的叶轮合同，要求材质为耐磨铸铁A49，叶轮运行环境弱酸性溶液。
由于叶轮作为过流部件，溶液对叶轮腐蚀性比较厉害，而我厂的A49材质属于良好耐磨耐腐蚀性材料，但是它的脆性比较强，它的铸造性能比普通的高铬铸铁差，容易抽裂，铸造废品率较高。
次双吸叶轮结构更复杂，合理的铸造工艺尤为重要。
本文主要探讨此双吸叶轮的铸造工艺及优化。
一、铸件简介本次生产的双吸叶轮结构如下图所示，叶轮主要特点为：双吸式叶轮，上下结构对称，被中间盖板隔开，毛坯重量为600kg，叶轮外径为800mm，叶轮高度为400mm，叶片上下个5枚叶片，叶片厚度为30mm，盖板厚度为40mm，其化学成分如下C：1.85～2.15%、Si：0.3～0.8%、Mn：0.5～1.0%、P<0.10、S<0.08、Cr：24～30%、Ni：2.0～3.0%、Cu：0.5～1.5%、Mo：2.0～3.0%。
技术要求流道内部表面光滑平整，无凸起和凹陷部位，不能有砂眼、裂纹、缩孔等铸造缺陷，静平衡质量允许差为100g，硬度要求HRC45～50。
二、铸造工艺设计2.1叶轮结构较复杂，模型和芯盒均采用木模，叶片采用铸铝，造型方法采用呋喃树脂砂造型，砂型尺寸为1200*1200*400两扇。
2.2分型面和拔模斜度。
根据叶轮的形状，在上盖板中间分型，如工艺图所示，查《铸造工程师手册》取拔模斜度取1%。
2.3收缩率与加工量。
高铬铸铁收缩率比较大，一般按照2%留收缩，结合我厂多年生产叶轮的实际经验，叶轮流道部分基本不收缩，所以流道不留收缩，其余按照2%留收缩。
加工量：高铬铸铁材质较硬和脆，不利于机械加工，所以加工量尽量留小一点，参考铸件尺寸和机械加工余量（GB/T6414-1999）以及结合我厂多年实际生产经验，取上箱加工量为5mm，下箱加工量为4mm。
2.4浇注系统和冒口设计。
高铬铸铁A49材料流动性很差，宜采用开放浇注系统，在叶轮上下两层，沿盖板芯头外圆处，内浇道六道，各浇道截面积按照F 直：F横：F内：=1.0：0.9：1.2。
高铬铸铁的软化退火工艺高铬铸铁是一种具有高强度、高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性的铸造材料。
然而，由于其高铬含量，使得高铬铸铁的加工难度较大，同时也会影响其机械性能。
因此，对于高铬铸铁的软化退火工艺的研究具有重要的意义。
高铬铸铁的软化退火工艺主要包括两个方面：退火温度和退火时间。
退火温度是指高铬铸铁在退火过程中所达到的温度，而退火时间则是指高铬铸铁在退火过程中所保持的时间。
这两个因素的选择对于高铬铸铁的软化效果有着重要的影响。
首先，退火温度的选择是影响高铬铸铁软化效果的重要因素。
一般来说，高铬铸铁的退火温度应该在临界温度以下，以避免高铬铸铁的过度软化。
同时，退火温度也应该足够高，以确保高铬铸铁的晶粒得到充分的生长和再结晶。
一般来说，高铬铸铁的退火温度应该在700℃~800℃之间。
其次，退火时间的选择也是影响高铬铸铁软化效果的重要因素。
一般来说，高铬铸铁的退火时间应该足够长，以确保高铬铸铁的晶粒得到充分的生长和再结晶。
同时，退火时间也应该避免过长，以避免高铬铸铁的过度软化。
一般来说，高铬铸铁的退火时间应该在2小时~4小时之间。
在高铬铸铁的软化退火工艺中，还需要注意一些细节问题。
例如，在退火过程中需要保持高铬铸铁的表面清洁，以避免表面氧化和污染。
同时，在退火过程中需要保持高铬铸铁的温度均匀，以确保高铬铸铁的晶粒得到充分的生长和再结晶。
此外，在退火过程中还需要注意退火气氛的选择，以避免高铬铸铁的表面氧化和污染。
总之，高铬铸铁的软化退火工艺对于高铬铸铁的机械性能和加工性能具有重要的影响。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的退火温度和退火时间，并注意一些细节问题，以确保高铬铸铁的软化效果和机械性能得到最优化的提升。
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高铬铸铁加工新工艺与制作新方法专利技术手册主编：专利编写组出版发行：中国知识出版社2020年规格：全三卷16开精装+1张CD光盘定价：1180元优待价：980元详细名目[001]-一种高铬镍基合金及其所制成的喷涂丝材和应用[002]-一种高铬超纯铁素体不锈钢真空感应冶炼方法[003]-多元高铬耐磨铸铁筛板及其制造方法[004]-一种球磨机用高韧性高铬耐磨球及其制造方法[005]-高铬不锈钢的热轧用润滑剂[006]-一种高铬抗磨铸钢[007]-一种高铬铸铁磨球及生产方法[008]-高碳高铬系模具钢复合强韧化处理工艺方法[009]-低磷高铬不锈钢及超低磷高铬不锈钢的脱磷工艺[010]-模锻生产高铬铸铁磨球的方法[011]-高铬轧辊钢及其轧辊[012]-稀土高铬高温耐热钢[013]-高铬铁水的脱碳方法[014]-稀土、高铬铁素体耐热铸钢[015]-预应力复合高铬铸件[016]-耐磨高铬铸铁[017]-高铬合金铸铁及其热处理工艺和应用[018]-采纳高碳铬铁冶炼不锈钢提高铬回收率的工艺[019]-高铬铸铁磨球[020]-低碳高铬钢高浓度渗碳方法[021]-高铬稀土钢锅炉喷燃器火嘴[022]-高铬低磷、低微碳铬铁的生产方法[023]-用于高磨损机件的新型高铬铸铁制造方法[024]-高铬铸铁磨球的变温淬火工艺方法[025]-高铬铸铁磨球及其生产方法[026]-强韧性高铬多元合金铸铁胶囊形(圆形)磨球及其制造方法[027]-高铬铸铁磨球的铸造方法[028]-一种低碳高铬铸铁耐磨材料[029]-稀土铌钼高碳高铬合金铸铁复合泥浆泵缸套[030]-底吹感应炉冶炼超低碳高铬合金钢工艺[031]-高强度高铬铸铁衬板及其制造方法[032]-液态高铬铸铁和铸钢复合铸造腭板方法[033]-锰钼复合高铬铸铁及其应用[034]-一种高铬铸铁堆焊材料及工艺[035]-一种高铬铸铁[036]-压铸高铬磨球的生产工艺[037]-抗钢堆积性优良的高铬多元合金铸钢[038]-中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造的工艺方法[039]-多元高铬铸钢轧钢机组合式导板及其制造方法[040]-对具有高铬含量的钢水脱碳的方法[041]-高铬水解动物蛋白[042]-高铬明胶[043]-一种高铬添加剂的制备方法[044]-稀土高铬镍氮高温耐热钢[045]-超高铬抗磨白口铸铁及生产工艺[046]-高铬铸钢箅条及其制造方法[047]-电熔法生产的高纯高铬砂及其系列产品和生产工艺方法[048]-一种铸态高碳高铬铸铁及其制备方法[049]-一种高铬合金铸铁的混凝土搅拌机衬板及其制造方法[050]-球团链箅烧结机高碳高铬耐热铸铁箅板的制造方法[051]-一种高铬耐磨铸铁磨片及其制造方法[052]-高铬质耐火泥浆[053]-用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法[054]-高铬奥氏体耐磨铸铁强韧化工艺[055]-高铬合金铸造微球成型模板及砂箱[056]-一种改进的高铬合金叶轮[057]-预应力复合高铬铸件[058]-组合型高铬铸铁轧辊[059]-组合自固型高铬铸铁球磨机衬板[060]-一种高铬铸铁泥浆泵缸套[061]-高铬合金铸段成型模板及砂箱[062]-钢-高铬镍耐磨复合管[063]-高铬合金铸球油淬工艺[064]-高铬-氮轴承可铸合金[065]-大型高铬钢冷轧辊辊坯的生产方法[066]-一种高铬铸铁叶片及其生产工艺[067]-新型铁基稀土高铬钢自动浇注铝锭分配器[068]-耐氧化性的高铬铁素体类耐热钢的制造方法[069]-新型铁基稀土高铬钢叶轮叶片[070]-高铬铸铁自爱护堆焊药芯焊丝及其使用方法[071]-一种高铬不锈耐磨药芯焊丝[072]-高铬铁素体不锈钢无缝管的冷加工工艺[073]-一种铁基稀土高铬耐热、耐磨、又可焊钢[074]-一种低成本高耐磨性的过共晶高铬铸铁及其制造方法[075]-高抗裂耐磨高铬铸铁型堆焊药芯焊丝[076]-低碳高铬合金钢钢锭的均热方法[077]-高碳高铬莱氏体钢爆炸焊接高耐磨复合材料[078]-高铬铸钢磨球及制备方法[079]-改良的复合高铬铸铁轧辊[080]-改良的复合高铬钢轧辊及制备方法[081]-一种等离子表面冶金高铬高钼高碳钢及其制备方法[082]-高铬锰多元微量合金耐磨材料及其制造方法[083]-混合碱用于提高铬或敏锐基材上的图案化抗蚀剂分布的应用[084]-高铬含钨复合抗磨辊圈的制造方法[085]-高铬铸铁复合冷轧辊生产工艺[086]-一种新型铸造高铬铁或铸造高铬钢钢管矫直辊[087]-含0.5%原子的部分离子注入铪的高铬铁素体钢[088]-稀土多元微合金化高铬铸铁及其用途[089]-焊接钢管用铸造高铬铁或铸造高铬钢轧辊[090]-高铬铸铁温挤压模[091]-高铬钒钛磁铁矿提取铬钒氧化物的方法[092]-含稀土金属的高氮高铬低镍超耐蚀双相不锈钢[093]-高铬中碳不锈钢及其制法[094]-高铬型钒钛磁铁矿的烧结方法[095]-高铬铸铁锅炉雾化片及其制造方法[096]-一种高铬白口耐磨铸铁的制造方法[097]-由含钛高铬镍合金制得的喷涂材料及其制备方法和用途[098]-含硼高铬耐磨铸铁及其制备方法[099]-一种高铬锰铸铁轧辊及其制备方法[100]-由富铬析出相强化的高铬镍基高温合金及其制备方法[101]-一种高铬、锌、钒和硒含量的大米、其种植方法及其应用[102]-一种从高铬钒钛磁铁矿中提取多种金属元素的方法[103]-一种过共晶高铬白口铸铁及其制备方法[104]-一种低镍高锰高铬奥氏体球墨铸铁及其工艺方法[105]-一种高铬型抗高温氧化电弧喷涂粉芯丝材[106]-高铬合金强化铸钢丸/砂及制造工艺[107]-一种高铬铁素体不锈钢及其制造方法[108]-超高铬耐磨耐蚀铸铁及其制备工艺[109]-一种高碳高铬高铌铸铁自爱护药芯焊丝[110]-一种高铬合金中钒的定量分析方法[111]-胶体浸渍法制备的高铬砖[112]-温段定时油淬对较高铬含量磨球、磨段的热处理工艺[113]-高碳高铬马氏体不锈钢材料的冶炼方法[114]-一种高铬锰型奥氏体钢碱性全位置气爱护药芯焊丝[115]-用于减少碳的精炼高铬铁素体不锈钢的方法[116]-高铬高锰高氮双相不锈钢及其制备方法[117]-用高铬合金复合材料制造高温耐磨物料风机[118]-高硬度过共晶高铬锰钼钨合金耐磨钢铁材料及其应用[119]-一种高铬铝型高耐磨电弧喷涂粉芯丝材[120]-一种高铬钼合金电弧喷涂用粉芯丝材[121]-一种高铬铸铁复合耐磨材料及生产工艺[122]-高铬铁素体耐热钢微变形马氏体板条组织细化方法[123]-韧性高铬铁素体合金[124]-一种离心铸造高铬铸铁复合轧辊及其制备方法[125]-韧性高铬铁素体合金的生产方法[126]-高铬铸球的油淬处理工艺[127]-一种用于高铬钢表面镀层制备方法[128]-高铬镍五合金铸件及其生产工艺[129]-一种高铬等轴晶材料[130]-高铬铸铁复合孕育剂及其制备方法和应用[131]-一种改善热浸镀高铬铸铁涂层组织及力学性能的方法[132]-高铬铁素体耐热钢奥氏体化微变形板条马氏体组织操纵方法[133]-制作低速碾压式破裂机衬板用的高铬抗磨白口铸铁[134]-工程机械用纳米晶高铬铸铁复合孕育剂及其制备和应用方法[135]-用于减少电弧炉中高铬含量渣的方法[136]-一种含镍高铬铸钢及其应用[137]-一种高铬砖的制备方法[138]-冷硬高铬变质耐磨合金衬板[139]-高铬复合粉碎辊[140]-高铬合金铸铁薄壁复合衬板[141]-高铬耐磨铸铁叶片[142]-浓硫酸高铬铁素体不锈钢干吸塔[143]-用于热轧高碳高铬马氏体不锈钢生产的天然气加热炉[144]-用于生产高碳高铬马氏体不锈钢材料的精炼炉本手册有用说明在目前猛烈的市场竞争下，企业为立于不败之地，都在四处寻求新技术、新工艺、新项目，而在众多新技术信息中，专利技术以其自身专门的〝专有〞性，无疑是具有强大吸引力的，为了方便企业和创业者及时把握最新的科技信息，我们将国家专利局的数百万专利技术分类造册，编写出版了各行业的专利技术手册。
高铬铸铁热处理工艺化学成分:C2.05;Si1.40;Mn0.78;Cr26.03;Ni0.81;Mo0.351、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃;经保温空冷淬火后再进行200~260℃的低温回火..2、2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却;可以明显提高冲击韧度和耐磨性能..高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状;可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用;经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑;特别受到一定数量的奥氏体的支撑..如果适当减少保温时间;对薄截面零件也可以取得效果..该工艺的不足是工艺消耗热能较多..加热到1050℃;经保温空淬火后再进行550℃的回火;效果会怎么样要控制加热速度;最好在650 750 850 时保温一定时间..我以前做过;正火就可以了..硬度能做到61----65HRC成熟工艺是：铸造后软化退火;便于加工;加工后空冷淬火加低温去应力回火..使用硬度一般要求为HRC58-62;多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件..我们这里是高铬生产基地;一般提供Cr24;Cr26;Cr28;Cr15Mo3等;价格是不便宜的..价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火..楼主的材料应该叫Cr26做高铬磨球的;Cr%=10.2~10.5%;C%=2.2~2.7%;Si、S双零以下;要求硬度HRC>58我们现在用的是淬火液淬火;淬火工艺参数是：650度保温2小时;升温到960度保温3.5小时淬火；回火温度380~400;保温4~6小时..磨球规格φ40-φ80..工艺是1050淬火+250~350回火金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用摘要本文从金属耐磨材料的概述、水泥企业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料;对金属耐磨材料进行了研究、分析;对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴..关键词金属耐磨材料水泥企业研究应用一、金属耐磨材料的概述材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm;而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha 的比值..当Hm/Ha比值超过一定值后;磨损量便会迅速降低..当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损;此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大..当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损;此时增加材料的硬度;便会迅速地提高材料的耐磨性..金属耐磨材料一般都指的是耐磨钢;能抵抗磨料磨损的钢..这类钢还没有成为一个完全独立的钢种;其中公认的耐磨钢是高锰钢..二、水泥企业主要使用的耐磨钢在水泥工业中大多以磨料磨损为主要磨损方式..耐磨材料主要用于磨机衬板、隔仓板、篦板;球、段;破碎机锤头、板锤、反击板、颚板;立磨辊、盘等..从材质上可分为以下三大类: 1.高锰钢系列该材质在八十年代前的一百余年中始终占据耐磨材料的主导地位;优点:韧性极好;在强冲击条件下产生加工硬化;缺点:易塑性变形;不耐磨..已从非强冲击条件下应用的易损件磨机衬板类中退出;但是在强冲击负荷下应用的易损件中;仍保持不可替代的优势..普通高锰钢以及为了提高屈服强度添加各种合金元素的合金高锰钢;在大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破碎机内外锥等易损件中;占主导地位..超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头和板锤..中锰钢也有部分应用..2.合金钢系列低碳中合金、中碳低合金、中碳中合金、低碳高合金等各种合金钢;由于其化学成分、热处理工艺可在很大范围内变化;最终产品的机械性能指标差距很大;硬度HRC40-60;冲击韧性ak10-100J/cm2;因此可根据易损件的应用工况条件;分析其主要磨损机制;优化和选择合金钢的化学成分和综合机械性能;达到最经济合理的选用..中碳低合金钢的优点是:合金量少;生产成本较低;依靠水淬或油淬提高硬度;满足易损件的耐磨寿命..中碳中合金钢的优点是:中等的合金含量使其基体组织得到固溶强化且有弥散碳化物;热处理工艺简单且稳定;综合机械性能较佳..与中碳低合金钢相比;即使硬度相同;耐磨性明显增高;但生产成本偏高..低碳高合金钢的优点是:低碳、高合金的化学成分配合恰当的热处理工艺;可获得非常高的韧性和较高的硬度;对受冲击负荷较大、结构复杂的易损件具有绝对的优势;缺点是生产成本高..3.抗磨白口铸铁系列该系列有高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、镍硬铸铁及高铬铸钢等品种..总体优点:硬度高;耐磨性好..缺点:韧性不足..高铬铸铁Cr14-30%的耐磨性最好;应用范围最广;如中小型磨机衬板;球和段;小型破碎机锤头和板锤;立磨辊和盘等..大型磨机前配置了辊压机后;高铬铸铁即可扬长避短;充分发挥其优异的耐磨性;衬板使用寿命可达8年以上..低铬铸铁Cr1.5-3%的硬度、韧性均大大低于高铬铸铁;主要应用于球、段以及细磨仓衬板;优点是生产成本低;缺点是应用范围窄;综合性能和抗磨指标一般..中铬铸铁Cr8-14%仅用于铸球;降低铬含量;既可以降低生产成本;也可满足球的破碎率指标;市场中仍称之为高铬球..三、水泥企业常用耐磨材料具体选用本文以磨机为例1.粗磨仓衬板磨损机理及耐磨材料的选择粗磨仓入磨料度为15mm-25mm;研磨体平均球径φ75mm左右;最大球径φ90mm-lOOmm..磨机回转时;球和物料以较大的冲击力凿削衬板;球在下落的滑动或滚动中挤压物料;物料尖角切削衬板;因此粗磨仓衬板磨损机理是以高应力冲击凿削磨损为主;挤压切削为辅..粗磨仓衬板要求材料有足够韧性;受切削磨损要求材料具有高硬度..根据磨损原理;材料硬度Hm应为物料硬度Ha的0.8倍以上;即Hm/Ha≥0.8;水泥熟料硬度为HV500-550;相当于HRC49-54..所以衬板材料硬度应在HRC50以上才耐磨..由于受高应力冲击凿削;冲击韧性ak≥10J/cm2才能不开裂;才满足使用要求..因此粗磨仓衬板应选择中碳中铬合金钢及其类似合金钢材料;硬度HRC48-55;冲击韧性akl5-20J/cm2;使用寿命可达2-3年..对于单螺孔衬板及沟槽衬板可参照相关标准选择高铬铸铁;使用寿命可达4-6年..对于φ3m以上的大型磨机衬板;应选择高韧性高铬铸铁;硬度HRC58-62;冲击韧性ak8-12J/cm2;使用寿命可达6-10年..2.细磨仓村板磨损机理及耐磨材料的选择通过隔仓板进入到细磨仓的物料已变细;尖角变钝;细磨仓里的球或段直径仅为φ15mm-60mm;冲击力小;因此细磨仓衬板磨损机理是球的应力切削磨损..细磨仓衬板可以选择硬度高、韧性低的耐磨材料..如高碳合金钢;高、中、低铬铸铁;抗磨球墨铸铁等材料;硬度HRC>50;冲击韧性ak4-6J/cm2均可使用..磨机衬板不宜选择高锰钢..对粗磨仓而言;因为高锰钢的屈服强度低;易产生塑性变形;尺寸长的衬板会发生凸起变形;钢球的冲击也不能充分产生加工硬化;因此不耐磨..细磨仓衬板承受的冲击力更小;高锰钢的耐磨性更不能得到发挥..3.磨头端衬板、隔仓板、出科篦板耐磨材料的选择1磨头端衬板磨损机理及耐磨材料的选择磨头端村板在粗磨仓进料端;物料粒度大;研磨体平均球径大;受磨球和物料的侧冲击力大;是以高应力冲击凿削磨损为主、切削冲刷为辅的磨损机理..因此磨头端衬板应选择韧性高耐冲击、硬度高抗切削的材料..以前采用高锰钢;由于所受冲击不足以充分使其产生加工硬化;硬度仅能达到HB350左右;受物料切削冲刷磨损严重;使用寿命低..如果选择中碳多元合金钢衬板;硬度HRC46-50;冲击韧性ak5J/cm2;使用寿命可比高锰钢提高一倍..φ3.Om以上大型磨机磨头端衬板在径向上分2-4块;可选择高铬铸钢;高铬铸铁类耐磨材料;使用寿命可比高锰钢高3-4倍..2隔仓板磨损机理及耐磨材料的选择粗磨仓粉磨达到一定粒度的物料是通过隔仓板篦缝到细磨仓的..物料对隔仓板蓖缝进行挤压冲刷磨损;球和物料对隔仓板进行测冲击凿削磨损;并且隔仓板为悬臂梁式安装;受力情况恶劣..因此要求材料韧性要好;冲击韧性ak≥25J/cm2;硬度HRC45-50..高锰钢韧性好;但硬度低;不耐磨;并且易产生塑性变形;堵塞蓖缝;影响生产效率..因此隔仓板应选择中碳中铬多元合金钢及类似合金钢材料..φ3.0m以上大型磨机隔仓板是分块制作的;可选择高铬铸钢、高韧性高铬铸铁类耐磨材料;使用寿命可比高锰钢提高2-3倍..3出料篦板磨损机理及耐磨材料的选择出料蓖板在磨机的出口;主要受小球或钢段的挤压切削磨损..因此以硬度为主选择材料;可选择各类高碳合金钢、高韧性抗磨球墨铸铁等..硬度HRC50-55;冲击韧性ak8-10J/cm2;即可满足使用要求..新型耐磨材料-Cr-Ti多元合金钢衬板;冲击韧性65-136J/cm2;硬度HRC52-58;主要技术指标达到国外同类产品水平;其技术性能满足φ3.8m以上大型球磨机粗磨仓、细磨仓、磨头端衬板;隔仓板、出科蓖板工况条件的要求;应用范围广;寿命比高锰钢提高2-4倍;是替代高铬铸铁和传统中合金衬板的理想材料..总之;使用厂家选择理想的耐磨材料;应该考虑以下两点..第一;进行磨损失效分析;充分认识配件的工况条件;如采用干法还是湿法生产;受冲击负荷的大小;物料的种类;易磨性;粒度;物料的尖锐度等;依照磨损特性选择合适的材料..第二;进行技术经济指标对比;如果价格高;但耐磨性提高比率远大于价格比率;则应该选择质优价高的;才能提高总体经济效益..。
高铬铸铁磨球的生产工艺方斌【摘要】通过中频炉调整和配制高铬磨球合金成分,采用炉前稀土硅铁变质处理,磨球的冲击韧性可得到明显的改善,再经高温(960℃油淬)调质处理后,磨球韧性和耐磨性显著提高.实践表明,该种磨球单耗低(约58g/t煤),破碎率＜0.5%,使用寿命是低铬磨球的2.3倍.%Impact toughness of grinding ball could be obviously improved with MF furnace adjusting and preparation of high Cr grinding ball alloy and modification with RE ferrosilicon. High temperature adjustment of oil quench at 960℃ can obviously increase both toughness and wear-resistance of grinding balls which have been proved in practice to be with lower energy consumption ( 58g per ton coal ) and break rate ＜0.5％ while service life 2.3 times more than that of lower Cr ones.【期刊名称】《中国铸造装备与技术》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】2页(P23-24)【关键词】高铬铸铁磨球;变质处理;热处理【作者】方斌【作者单位】安徽理工大学,安徽淮南市,232000【正文语种】中文【中图分类】TG251.2球磨机是水泥、电力、矿山等行业研磨工序的主要设备，磨球是球磨机主要易损件之一。
淮化集团公司热电厂先后使用过抗磨锻钢磨球、球墨铸铁磨球和低铬铸铁磨球。
优质高铬白口铸铁生产新工艺
优质高铬白口铸铁常被用于制作承受磨料冲刷、小能量冲击、冷—热交变应力作用、在具有一定酸碱度腐蚀介质和高温下服役使用的铸件。
因此，在提高硬度的前提下，减少铸件的内应力无疑对延长使用寿命和提高使用效率有利。
近年来，随着分级复合变质和其它冶金处理技术的日趋完
善和发展，人们在分析传统制造工艺对组织和内应力形成的机制上，试验开发一种运用现代冶金处理技术实现铸态组织：即马氏体+适量残余奥氏体+M7C3，+MC；亚温处理后组织：马氏体+少量残余奥氏体+M7C3，+MC。
本文就生产以马氏体为基体的优质高铬白口铸铁新工艺为例，对此加以介绍。
1冶金处理技术
冶金处理技术对优质高铬白口铸铁的改性作用受制于在处理过程中所应具备的相关的动力学条件，其中包括温度和成分浓度条件。
实践也证明，这两个条件对提高高铬白口铸铁的使用寿命至关重要。
高铬白口铸铁的冶炼温度以1 520-1580℃、处理温度1440—1480℃、浇注温度1380-1420 ℃为宜；碳量应控制在2．4％-3．0％范围内。
1．1 变质处理
变质处理的作用主要是改善碳化物形态；减少夹杂、净化铁液；细化晶粒；稳定合金元素。
优质高铬白口铸铁采用Re—A1—Bi—Mg复合变质剂对铁液实施分级复合变质，这包括：
(1）将稀土和稀土变质剂分别于炉内、炉外进行处理，这样既能细化初晶奥氏体，也能控制铁液凝固过程的结晶。
(2)将变质剂按组分元素在铁液中异质形核生核能的大小，分别溶人铁液，从而不仅有效地脱硫、脱氧、去气和净化了铁液，而且显著增强了变
质组织的抗“衰退”能力”。
例如，分级变质工艺是出液前向炉内加入0．06％—0．10％的钛铁和0．3％-0．4％的1号稀土硅铁合金，出铁液前将0．08％-0．12％
Si20A150Fe+0．04％-0．08％Mg合金投入铁液包，出铁液时随流加入0．05％-0．10％Bi，转包时在包中加入0．6％-1．0％的1#稀土硅铁合金或在瞬时随流浇注时加入0．04％—0．08％的Ce-RE。
1．2 孕育处理
孕育处理的作用主要是改变、细化和稳定碳化物形态；细化晶粒；增强厚大铸件断面组织、性能的一致性。
优质高铬白口铸铁采用V渣—Ti—Zn复合孕育剂对铁液实施分级复合孕育。
这主要包括：
(1)将V潦和V渣复合孕育剂分别于炉内、炉外进行处理，这样既能细化初晶奥氏体且能使水韧处理后的V元素固溶于奥氏体，起到固溶强化
作用外，也能控制金属液凝固过程的碳化物异质形核的程度。
(2)将孕育剂按组分元素在金属液中异质形核生核能的大小，分别溶人金属液，从而增强孕育组织的抗“衰退”能力。
例如，出铁液前向炉内加入1％-1．5％Va，出铁液时随流加入0．1％-0．15％
钛铁。
1．3微合金化处理
微合金化处理的主要作用是实现铸态基体组织期望；形成MC型碳化物。
(1)V、Mo、Ni或Cu、Mn元素的适当搭配可使铸件在基体铸态下稳定地获得细片状马氏体+适量奥氏体，并在随后的亚温处理过程发生部分
A~---*M转变，基体得到二次硬化；弥散细小的二次渗碳体分布于基体内。
(2)添加微量V、Ti、W、Nb等元素，一则形成更高硬度的MC型碳化物，二则由于此类MC型碳化物熔点高，在凝固初期就弥散形核细化了共晶组织，随凝固时间的延续，晶粒数不断增加，液膜逐渐减少，变形减小，塑性增强，热裂敏感性也显著减小。
合金元素可在预脱氧后加入炉内，亦可安排在炉前进行处理。
在Cr元素为12％-20％的质量百分比浓度的条件下，其微合金元素加入量Ti
—V渣如前述：Mo为1．5％-2．5％；Mn为1．5％-3％；Cu为1．5％-2．0％；Nb为0．07％～0．10％。
2 性能对比与机理分析
2．1 性能对比
高铬白口铸铁经过上述冶金处理后，基体体积和各方面状态均发生了较大的变化。
主要表现在：
(1)晶粒度由传统高铬白口铸铁的2-3级，提升到4级；
(2)夹杂物不但在数量上有较大的减少而且形态上也出现了球状变化；
(3)铸态组织避免和消除了网状碳化物，基体为细片状马氏体；
(4)处理后力学性能和使用性能大幅度提高。
2．2 机理分析
在合适的温度，合适的铁液基本成分的条件下，新工艺除了使变质处理、孕育处理、微合金化处理充分发挥各自的冶金处理作用外，还彼此互
融，体现了三位一体、互为作用的效果。
例如：
(1)随着合金元素的溶人改变了碳在奥氏体中的扩散系数，在凝固过程连续冷却条件下，扩散速度减小就意味着碳的析出量的减少；
(2)由良好的孕育效果形成的一定量的异质形核质点将导致奥氏体脱溶的碳原子和因铁液中浓度是起伏出现的碳原子集团优先向其扩散，从而使碳化物转向以异质形核为主的结晶方式；
(3)稀土等活性元素吸附在新生碳化物表面，使其难以连结成网状；
(4)在凝固过程中由于溶质元素再分配使添加的各种合金元素富集在奥氏体结晶前沿的液体中，提高了奥氏体的形核率，使奥氏体基体细化；
(5)经过变质处理，微合金化和孕育处理后，增大了铁液过冷倾向，使冷却速度对结晶过冷度的影响减弱，从而表现为厚大铸件断面的组织、性
能趋以一致；
(6)变质处理、孕育处理和微合金化的共同作用细化了晶粒；消除了碳化物的网状析出；减少了夹杂数量、改变了夹杂形态、净化了晶界和铁
液；增大了处理效果的稳定性，延长了“衰退”时间，为获得良好的亚温处理效果提供了有利的铸态组织和性能保证。
(7)铸件在一定冷却速度条件下凝固时，合金元素对延缓奥氏体转变的作用，突出表现在能否进行或多大程度上可能发生马氏体相变上。
A
—p是碳浓度变化的扩散型转变；A—M是碳浓度不变的结构型转变，而对碳原子来讲则
是视其是处在长程还是短程的运动状态。
当这种作用使碳原子只能在晶体内作短程运动，依托相变驱动力所产生的高速的铁原子晶格切变，就会在瞬间形成马氏体。
3 结语
分级化变质复合处理、孕育复合处理和微合金化处理的新工艺，为优质高铬白口铸铁的生产提供了简便稳定的技术支持。
而建立动力学条件的冶金处理过程的局部和整体效果影响的理念，不论是运用该工艺，还是不断完善它都是必要的。
