专利名称：高耐磨合金压砖模具的制作方法
技术领域：
本发明是一种采用高耐磨合金材料制造的生产耐火砖的压砖模具及其制造模具的工艺方法。
目前，耐火材料行业使用的耐火砖模具基本上是采用碳钢渗碳或碳氮共渗制得，模具表面获得了渗碳体型碳化物组织。虽然模具表面的硬度高，能达到HRc60～65，但组织中的碳化物硬度不高，模具的耐磨性差，使用寿命短，模具表面渗碳层一般只有0.5～1.5mm，使模具的多次利用受到了限制。近年来兴起用Cr12MoV高碳钢制做模具。高碳钢虽然耐磨性高，但脆性大;硬质合金模具使用寿命虽高，但成本也很高。高耐磨合金材料是通过对高铬合金实施合金化处理和复合变质处理，使合金模具有高耐磨性和强韧性。
本发明的目的是为耐火材料行业生产耐火砖提供一种新型的压砖模具，可提高耐火砖的质量，降低模具成本。
本发明高耐磨合金压砖模具发明内容简述
本发明高耐磨合金压砖模具是通过对高铬多元合金实施合金化处理和复合变质处理，提高合金的耐磨性及强韧性，其特征在于其合金材料化学成分的选择;复合变质处理的配方及工艺;模具的热处理条件。
本发明高耐磨合金压砖模具具有高耐磨性和强韧性，可使耐火砖的质量得到提高，模具具有成本低、换模时间短、节约钢材及能源使用寿命长的特点，一套模具可压制1000吨砖，经济效益和社会效益显著。
实施例(一)、合金材料化学成分的选择以碳和铬为合金基本元素，其中C2.0～3.2%、Cr12～18%，並加入Mn0.5～2.5%、Si0.6～1.4%(通过变质处理后达到)、Ni0.2～1.0%、Cu0.8～1.2%、W0.2～1.2%，进行合金化处理。Ni可扩大奥氏体区起固溶强化作用，提高淬透性，抑制珠光体的生成而形成奥氏体，提高合合的韧性及强度;Cu与Mo的配合使用可有效地抑制奥氏体冷却转变速度，提高淬透性及韧性;W可提高耐磨性，W是强碳化物形成元素，可生成Wc，组织硬度高，在磨粒磨损过程中可有效地保护基体。
(二)、复合变质处理的配方及工艺在100kg铁水中作变质剂的各组之含量为Ti-Fe0.2～0.5kg、V-Fe0.4～1.6kg、Re-Ce合金0.5～1.2kg、75Si-Fe0.3～0.5kg、少量含氮合金。
工艺过程为将变质剂合金砸碎呈颗粒状，粒度为1～3mm，Re合金5～10mm，处理前予热，温度为700～1000℃，处理时将变质剂放入铁水包里，采用冲入法，铁水在不低于1550℃时脱氧出炉，倒入装有复合变质剂的包里，用棒搅拌，待化清后即可浇注。
(三)、高耐磨合金压砖模具的热处理条件退火(1)、加热到700～750℃保温5～10小时后随炉冷至500℃即可出炉;
(2)、也可以加热到950～980℃，保温3～5小时后，随炉冷至500℃出炉。
淬火(1)、当耐火砖材料颗粒硬度低于合金碳化物硬度时采用低温淬火，加热到960℃，保温3小时出炉空冷。
(2)、当耐火砖材料颗粒硬度高于合金碳化物硬度时采用高温淬火，加热到1050～1100℃，保温1～3小时出炉空冷。
回火加热到200～260℃保温5小时。
为防止淬火过程中模具表面氧化脱碳，模具表面需涂覆防氧化涂料，或向炉内滴入一定的甲、乙醇以造富碳保护气氛。
(四)、高耐磨合金压砖模具的加厚以及模套的改进模具厚度为30～35mm，可增加模具的强度，提高模具寿命。高耐磨合金压砖模具在模套中的装配必须和模套靠实，避免在压砖时模具受力不均匀而影响模具的使用寿命。本发明高耐磨合金压砖模具可为装配式模具，其模套是活动模套，也可以为加大内腔的固定套模，套模须进行调质处理。采用活动模套时，合金模套多次利用时调整紧固方便，並能与模套壁靠实，受力状态得到改善。采用加大内腔的固定模套，合金模具多次利用厚度发生变化时，可以通过加入一系列厚度不同的金属垫加以调整。
权利要求
1.一种高耐磨合金压砖模具，是通过对高铬多元合金实施合金化处理和复合变质处理，其特征在于其合金材料化学成分的选择；复合变质处理的配方及工艺；模具的热处理条件。
2.根据权利要求1所述的高耐磨合金压砖模具，其特征在于所说的合金材料化学成分为以铁和铬为合金基本元素，其中C2.0～3.2%、Cr12～18%、Mn0.5～2.5%、Si0.6～1.4%(通过变质处理后达到)、Ni0.2～1.0%、Cu0.8～1.2%、W0.2～1.2%，进行合金化处理。
3.根据权利要求1所述的高耐磨合金压砖模具，其特征在于所说的复合变质处理的配方及工艺，其配方为在100kg铁水中作变质剂，各组之含量为Ti-Fe0.2～0.5kg、V-Fe0.4～1.6kg、Re-Ce合金0.5～1.2kg、75Si-Fe0.3～0.5kg，少量含氮合金。
4.根据权利要求1所述的高耐磨合金压砖模具，其特征在于所说的复合变质处理的工艺为将变质剂合金砸碎呈颗粒状，粒度为1～3mm，Re合金5～10mm，处理前予热，温度为700～1000℃，处理时将变质剂放入铁水包里，采用冲入法，铁水在不低于1550℃时脱氧出炉，倒入装有复合变质剂的包里，用棒搅拌，待化清后即可浇注。
5.根据权利要求1所述的高耐磨合金压砖模具，其特征在于所说的模具的热处理条件为，退火(1)、加热到700～750℃，保温5～10小时后随炉冷却至500℃出炉;(2)、加热到950～980℃。保温3～5小时，随炉冷至500℃出炉;淬火(1)、当耐火砖材料颗粒硬度低于合金碳化物硬度时采用低温淬火，加热到950℃，保温3小时，出炉空冷;(2)、当耐火砖颗粒硬度高于合金碳化物硬度时，采用高温淬火，加热到1050～1100℃，保温1～3小时，出炉空冷;回火加热到200～260℃，保温5小时;为防止淬火过程中模具表面氧化脱碳，模具表面需涂覆防氧化涂料，或向炉内滴入一定量的甲、乙醇以造富碳保护气氛。
6.根据权利要求1所述的高耐磨合金压砖模具，其特征在于所说的模具的厚度为30～35mm，模具可为装配式的，其模套是活动模套，也可以为加大内腔的固定模套。
全文摘要
本发明是一种采用高耐磨合金材料制造的生产耐火砖的压砖模具及其制造模具的工艺方法，是通过对高铬多元合金实施合金化处理和复合变质处理，特征在于其合金材料的化学成分的选择；复合变质处理的配方及工艺；模具的热处理条件。模具可以是装配式的，模套是活动模套或加大内腔的固定模套。本发明具有高耐磨性和强韧性，使耐火砖质量得到提高，模具具有成本低，换模时间短、节约原材料及能源、使用寿命长的特点。
文档编号B28B7/34GK1060878SQ90106408
公开日1992年5月6日 申请日期1990年10月24日 优先权日1990年10月24日
发明者张瑞华, 狄庆祥, 李前威, 张耀富, 倪家复 申请人:鞍山市机电研究所