双金属复合衬板铸后消除应力的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸件领域，尤其涉及双金属复合衬板铸后消除应力的方法。
【背景技术】
[0002]双金属复合衬板是锰钢、合金钢材料的替代品，是一种高碳高铬多元数合金钢衬板，其机体组织以马氏体为主，有较高的初始硬度，其工作面为高铬合金铸铁，具有相当高的硬度(HRC ^ 58-60)，非工作面为低碳钢，采用复合技术将高铬合金铸铁和低碳钢熔融为一体，使衬板的整体抗磨、抗冲击韧性达到最佳状态，解决了铸件硬度和韧度之间不可兼得的问题，它适用于各类型的球磨机。
[0003]由于设备使用厂家追求矿石磨矿产业化、效益化，在选矿过程中，将球磨机的磨球改为高铬的钢球(HRC50以上)，首先降低磨球的损耗，而且提高磨矿效率，但缩短了球磨机衬板的使用寿命。传统的造型、冶炼、钢液充型后，满足3-4h后，开箱清砂，此时由于复合衬板工作面是高碳合金铸铁，该材料含碳量高导致钢体冷却速度慢，开箱后铸件在常温下冷却(一般开箱后表面温度在400-450°，而铸件的内芯温度均在600-700° )，冷却时间超过铸件在型箱内冷却速度3倍以上，导致铸件本体内部应力大大增加。铸件内外温差落差大，钢液收缩不一致，就会在工件的内芯产生缩松和不应有的微小裂纹，这种缺陷再通过后续的热处理是不能消除的。这类产品在现场使用，工作面由于受到高铬钢球冲击和震动，衬板内部存在的应力或微小裂纹得到释放，很短时间就会出现表面裂纹、掉块现象，大大缩短使用寿命。双金属复合衬板经过几年的应用，在低铬磨球磨机上已经得到广泛应用。但在高络磨球磨机上，仍未有更好的使用案例。因此，在高络磨球磨机上寻求合适的球磨机衬板是刻不容缓的事情。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种双金属复合衬板铸后消除应力的方法，该方法操作方便、能有效消除衬板的应力，提高衬板的使用寿命，降低使用成本。
[0005]本发明是这样实现的:双金属复合衬板铸后消除应力的方法，双金属复合衬板包括高铬合金层和低碳钢层，所述的高铬合金的化学成分按重量百分比为:c 2.2-3.5%，Crl2~18%, Mn 1.5-2.0%，Mo 0.5-1.0%，Ni 0.5%，Cu 0.5%，Si 1.0-1.5%，S 彡 0.1，P^ 0.1, Ac ^ 0.05,其余为Fe ;其特征在于:包括以下步骤:I)、铸后保温:在浇铸结束后，将充型后的型箱堆放到一个干燥的区域，要求型箱与型箱紧靠在一起，或采用箱罩罩住型箱进行保温，延长型箱内铸件的冷却速度；
2)、开型箱:开型箱前，先用测温仪测出冒口钢体温度，在铸造24小时后，或冒口钢体不大于50°时，即可开型箱，开型箱后将铸件集中堆放，自然冷却后，进行整理打磨；
3)、热处理:对衬板淬火后进行第一次回火，隔4~6h后对衬板进行第二次回火。
[0006]所述步骤3)中淬火工序为:将衬板以200°C /h的升温速率加热至180~220°C，保温1~1.5h后，同样以200°C /h的升温速率加热至350~400°C，保温1.5~2h后，以200°C /h的升温速率加热至600~650°C，再以140~160°C /h的升温速率加热至1000°C，保温3~4h后空冷至表面温度为230~250°C。
[0007]所述步骤3)第一次回火工序为:将表面温度为230~250°C的衬板装炉以200 °C /h升温速率加热至450~480°C，保温1.5~2h。
[0008]所述步骤3)第二次回火工序为:将衬板以200°C /h升温速率加热至350~400°C，保温1.5~2h，随炉冷却至常温出炉。
[0009]本发明操作方便、有效消除了衬板的应力，提高了衬板的使用寿命，降低了使用成本。
【具体实施方式】
[0010]双金属复合衬板铸后消除应力的方法，双金属复合衬板包括高铬合金层和低碳钢层，所述的高铬合金的化学成分按重量百分比为:c 2.2-3.5%，Crl2~18%，Mn 1.5-2.0%，Mo0.5~1.0%，Ni 0.5%, Cu 0.5%，Si 1.0-1.5%, S 彡 0.1，P 彡 0.1，Ac 彡 0.05，其余为 Fe;其特征在于:包括以下步骤:1)、铸后保温:在浇铸结束后，将充型后的型箱堆放到一个干燥的区域，要求型箱与型箱紧靠在一起，或采用箱罩罩住型箱进行保温，延长型箱内铸件的冷却速度；
2)、开型箱:开型箱前，先用测温仪测出冒口钢体温度，在铸造24小时后，或冒口钢体不大于50°时，即可开型箱，开型箱后将铸件集中堆放，自然冷却后，进行整理打磨；
3)、热处理:对衬板淬火后进行第一次回火，隔4~6h后对衬板进行第二次回火。
[0011]所述步骤3)中淬火工序为:将衬板以200°C /h的升温速率加热至180~220°C，保温1~1.5h后，同样以200°C /h的升温速率加热至350~400°C，保温1.5~2h后，以200°C /h的升温速率加热至600~650°C，再以140~160°C /h的升温速率加热至1000°C，保温3~4h后空冷至表面温度为230-250 °C。
[0012]所述步骤3)第一次回火工序为:将表面温度为230-250 °C的衬板装炉以200 °C /h升温速率加热至450~480°C，保温1.5~2h。
[0013]所述步骤3)第二次回火工序为:将衬板以200°C /h升温速率加热至350~400°C，保温1.5~2h，随炉冷却至常温出炉。
[0014]在浇铸结束后，将充型后的型箱(含铸件)堆放到一个干燥的区域，要求型箱与箱紧靠，延长型箱内铸件冷却速度。这样做能达到两个目的:1)让型箱上的补宿冒口内钢液更有效的对铸件进行补宿；2)有效的防止因铸件内外温差过大而导致产生铸件应力或微小裂纹。如果在冬天或气温较低的情况下，可采用箱罩式罩住型箱进行保温。开箱前，先用测温仪测出冒口钢体温度，在铸造后24h或冒口钢体不大于50°C即可开箱。将开箱后的铸件集中堆放，严禁人为采用任何冷却方式帮助冷却，铸件在常温状态冷却后进行整理打磨，这种方法首先杜绝了铸造时铸件产生的应力和裂纹或其他缺陷；其次严格控制了铸件热处理后再次产生应力，衬板淬火后需进行2次回火，第一次回火是将淬火后衬板冷却至表面温度为230~250°C，装炉对衬板进行450°回火，严禁衬板冷却至常温时再进行装炉，第一次回火完全结束后，隔4~6h后对衬板进行第二次400°回火，随炉冷却至常温方可出炉。本发明通过严格控制衬板的铸后保温和热处理工艺，使应力得到释放，衬板的使用寿命提高了2~2.5倍，冲击值彡2.5AK(J/cm2)，已经通过河北矿业、山东东平矿业使用论证，并达到了预期的使用效果。
【主权项】
1.双金属复合衬板铸后消除应力的方法，双金属复合衬板包括高铬合金层和低碳钢层，所述的高铬合金的化学成分按重量百分比为:c 2.2-3.5%，Crl2~18%，Mn 1.5-2.0%，Mo0.5~1.0%，Ni 0.5%, Cu 0.5%，Si 1.0-1.5%, S 彡 0.1，P 彡 0.1，Ac 彡 0.05，其余为 Fe;其特征在于:包括以下步骤:1)、铸后保温:在浇铸结束后，将充型后的型箱堆放到一个干燥的区域，要求型箱与型箱紧靠在一起，或采用箱罩罩住型箱进行保温，延长型箱内铸件的冷却速度； 2)、开型箱:开型箱前，先用测温仪测出冒口钢体温度，在铸造24小时后，或冒口钢体不大于50°时，即可开型箱，开型箱后将铸件集中堆放，自然冷却后，进行整理打磨； 3)、热处理:对衬板淬火后进行第一次回火，隔4~6h后对衬板进行第二次回火。2.根据权利要求1所述的双金属复合衬板铸后消除应力的方法，其特征在于:所述步骤3)中淬火工序为:将衬板以200°C /h的升温速率加热至180~220°C，保温1~1.5h后，同样以200°C /h的升温速率加热至350~400°C，保温1.5~2h后，以200°C /h的升温速率加热至600~650°C，再以140~160°C /h的升温速率加热至1000°C，保温3~4h后空冷至表面温度为 230-250 cC。3.根据权利要求1所述的双金属复合衬板铸后消除应力的方法，其特征在于:所述步骤3)第一次回火工序为:将表面温度为230-250°C的衬板装炉以200°C /h升温速率加热至450~480°C，保温 1.5~2h。4.根据权利要求1所述的双金属复合衬板铸后消除应力的方法，其特征在于:所述步骤3)第二次回火工序为:将衬板以200°C /h升温速率加热至350~400°C，保温1.5~2h，随炉冷却至常温出炉。
【专利摘要】双金属复合衬板铸后消除应力的方法，包括以下步骤：1）、保温：在浇铸结束后，将充型后的型箱堆放到一个干燥的区域，要求型箱与型箱紧靠在一起，或采用箱罩罩住型箱进行保温，延长型箱内铸件的冷却速度；2）、开型箱：开型箱前，先用测温仪测出冒口钢体温度，在铸造24小时后，或冒口钢体不大于50°时，即可开型箱，开型箱后将铸件集中堆放，自然冷却后，进行整理打磨；3）、热处理：对衬板淬火后进行第一次回火，隔4~6h后对衬板进行第二次回火。本发明操作方便、有效消除了衬板的应力，提高了衬板的使用寿命，降低了使用成本。
【IPC分类】C21D1/18, B22D30/00
【公开号】CN105108114
【申请号】CN201510594259
【发明人】严宏余
【申请人】江苏国泰机械制造有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月18日