本发明涉及耐磨球加工热处理技术领域，具体涉及一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺。
背景技术：
耐磨球是一种用于球磨机中的粉碎介质，在球磨机中耐磨球是重要的组成部分，用于粉碎球磨机中的物料，主要分为两种：一种是以铬为主要合金元素的白口铸铁，简称铬合金铸铁，以铬合金铸铁为材料的铸造磨球称为铬合金铸铁磨球；另一种是以球墨铸铁为材料的铸造磨球称为球墨铸铁磨球。它的主要作用是对物料进行冲击破碎，同时也起到一定的研磨作用，属于易磨损件。目前，随着工业化的快速发展，各式大型球磨机逐年增加，而现有的耐磨球晶体组织粗糙，硬度比较低，冲击韧性低，耐磨性能差，因此，耐磨球的消耗也大幅度增长，极大的影响了行业发展。
一般提高金属合金的耐磨性，主要是从合金铸件的化学成分变化以及铸造的加工工艺两个方面进行改变，以提高合金铸件的耐磨性能。其中，采用铸造的加工工艺方面热处理是改变合金铸件硬度的重要方法，但现在的热处理工艺过于简单和传统，无法满足对于现在工业耐磨球的质量要求，因此，急需研制出一种可有效提高耐磨球硬度的热处理工艺。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺，包括三次分段淬火，通过合理的淬火工艺顺序安排及参数设置，有效改善了耐磨球金相组织的转化均匀性，综合机械性能显著增强，且整体工艺简单，可推广性强。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺，包括以下步骤：
1)将成型脱模的低碳低铬合金耐磨球，置于加热炉中加热升温，先直接升温至650℃，保温1h，再升温至780℃，保温0.5h，然后以阶梯式重复升温、保温至820-840℃；
2)将步骤1)中加热后的耐磨球取出，置于盐浴炉中进行盐浴处理，盐浴炉温度为430±10℃，保温2h；
3)取出步骤2)盐浴完成后的耐磨球，进行1-2次漂洗，干燥，再加热升温至650-700℃保温1-1.5h，取出进行二次水淬；
4)取出步骤3)水淬完成后的耐磨球，干燥后倒入硝盐淬火槽中进行三次摆动淬火，硝盐淬火温度为220-250℃，保温2h；
5)取出步骤4)硝盐淬火后的耐磨球，漂洗，干燥，320-360℃回火保温2-6h，取出空冷，即可。
优选的，步骤1)中阶梯式重复升温、保温具体为升温梯度10-15℃，保温时间为0.5h。
优选的，步骤2)中盐浴液由摩尔比1:1：0-0.4的氯化钠、氯化钾、氯化钙水溶液混合而成。
优选的，步骤3)中二次水淬采用喷雾式水淬。
优选的，步骤3)二次水淬过程中进行风冷。
优选的，步骤4)中硝盐浴由质量比2:2:0.5硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠混合而成。
优选的，步骤2)、4)中盐浴、硝盐可回收再利用。
优选的，低碳低铬合金耐磨球淬火工艺中处理的低碳低铬合金耐磨球包括以下百分含量元素：c0.4-0.65％、si1.2-1.4％、mn1.1-1.5％、cr1.5-1.75％、al0.1-0.3％、mo0.6-0.7％、(cu+ni)≤0.45％、re0.08-0.2％，余量为fe和不可避免的杂质。
优选的，所述低碳低铬合金耐磨球还包括nb≤0.2％、ti≤0.2％、v≤0.2％、zr≤0.2％。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明淬火工艺包括三次分段淬火，先分段加热、保温至820-840℃，铸件奥氏体化达100％，先以盐浴淬平缓过渡，然后进行较为激烈的二次水淬+风淬，此时组织金相转变均匀，且整体致密度好，最后以硝盐浴摆动淬火，有效缓解了组织结构的不稳定性，层错能进一步降低，淬火应力小，强硬度高，铸件淬火后马氏体化达80％以上，其中板条状马氏体占50％以上。本发明通过合理的淬火工艺顺序安排及参数设置，有效改善了耐磨球金相组织的转化均匀性，综合机械性能显著增强，表面硬度可达54hrc，抗冲击值≥3.7j/cm2，落球冲击疲劳寿命≥12000次，整体工艺简单，可推广性强。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺，包括以下步骤：
1)将成型脱模的低碳低铬合金耐磨球，置于加热炉中加热升温，先直接升温至650℃，保温1h，再升温至780℃，保温0.5h，然后以10℃阶梯式重复升温、保温0.5h至820℃；
2)将步骤1)中加热后的耐磨球取出，置于盐浴炉中进行盐浴处理，盐浴炉温度为430±10℃，保温2h；其中，盐浴液由摩尔比1:1的氯化钠、氯化钾水溶液混合而成；
3)取出步骤2)盐浴完成后的耐磨球，进行1-2次漂洗，干燥，再加热升温至670℃保温1.2h，取出进行二次水淬，二次水淬采用喷雾式水淬，且二次水淬过程中配合风冷，出风量为1000m3/l；
4)取出步骤3)水淬完成后的耐磨球，干燥后倒入硝盐淬火槽中进行三次摆动淬火，硝盐淬火温度为240℃，保温2h；其中，硝盐浴由质量比2:2:0.5硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠混合而成；
5)取出步骤4)硝盐淬火后的耐磨球，漂洗，干燥，350℃回火保温5h，取出空冷，即可。
本淬火工艺中涉及的低碳低铬合金耐磨球包括以下百分含量元素：c0.55％、si1.26％、mn1.25％、cr1.63％、al0.24％、mo0.65％、(cu+ni)0.35％(其中cu0.2％)、re0.1％，余量为fe和不可避免的杂质。还包括nb0.15％、ti0.2％、v0.15％、zr0.15％。
实施例2：
一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺，包括以下步骤：
1)将成型脱模的低碳低铬合金耐磨球，置于加热炉中加热升温，先直接升温至650℃，保温1h，再升温至780℃，保温0.5h，然后以15℃阶梯式重复升温、保温0.5h至830℃；
2)将步骤1)中加热后的耐磨球取出，置于盐浴炉中进行盐浴处理，盐浴炉温度为430±10℃，保温2h；其中，盐浴液由摩尔比1:1：0.2的氯化钠、氯化钾、氯化钙水溶液混合而成；
3)取出步骤2)盐浴完成后的耐磨球，进行1-2次漂洗，干燥，再加热升温至650℃保温1.5h，取出进行二次水淬，二次水淬采用喷雾式水淬，且二次水淬过程中配合风冷，出风量为1000m3/l；
4)取出步骤3)水淬完成后的耐磨球，干燥后倒入硝盐淬火槽中进行三次摆动淬火，硝盐淬火温度为220℃，保温2h；其中，硝盐浴由质量比2:2:0.5硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠混合而成；
5)取出步骤4)硝盐淬火后的耐磨球，漂洗，干燥，360℃回火保温3h，取出空冷，即可。
本淬火工艺中涉及的低碳低铬合金耐磨球包括以下百分含量元素：c0.55％、si1.26％、mn1.25％、cr1.63％、al0.24％、mo0.65％、(cu+ni)0.35％(其中cu0.2％)、re0.1％，余量为fe和不可避免的杂质。还包括nb0.15％、ti0.2％、v0.15％、zr0.15％。
实施例3：
一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺，包括以下步骤：
1)将成型脱模的低碳低铬合金耐磨球，置于加热炉中加热升温，先直接升温至650℃，保温1h，再升温至780℃，保温0.5h，然后以10℃阶梯式重复升温、保温0.5h至840℃；
2)将步骤1)中加热后的耐磨球取出，置于盐浴炉中进行盐浴处理，盐浴炉温度为430±10℃，保温2h；其中，盐浴液由摩尔比1:1：0.3的氯化钠、氯化钾、氯化钙水溶液混合而成；
3)取出步骤2)盐浴完成后的耐磨球，进行1-2次漂洗，干燥，再加热升温至700℃保温1.5h，取出进行二次水淬，二次水淬采用喷雾式水淬，且二次水淬过程中配合风冷，出风量为1000m3/l；
4)取出步骤3)水淬完成后的耐磨球，干燥后倒入硝盐淬火槽中进行三次摆动淬火，硝盐淬火温度为250℃，保温2h；其中，硝盐浴由质量比2:2:0.5硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠混合而成；
5)取出步骤4)硝盐淬火后的耐磨球，漂洗，干燥，320℃回火保温6h，取出空冷，即可。
本淬火工艺中涉及的低碳低铬合金耐磨球包括以下百分含量元素：c0.55％、si1.26％、mn1.25％、cr1.63％、al0.24％、mo0.65％、(cu+ni)0.35％(其中cu0.2％)、re0.1％，余量为fe和不可避免的杂质。还包括nb0.15％、ti0.2％、v0.15％、zr0.15％。
实施例4：
一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺，包括以下步骤：
1)将成型脱模的低碳低铬合金耐磨球，置于加热炉中加热升温，先直接升温至650℃，保温1h，再升温至780℃，保温0.5h，然后以15℃阶梯式重复升温、保温0.5h至840℃；
2)将步骤1)中加热后的耐磨球取出，置于盐浴炉中进行盐浴处理，盐浴炉温度为430±10℃，保温2h；其中，盐浴液由摩尔比1:1：0.4的氯化钠、氯化钾、氯化钙水溶液混合而成；
3)取出步骤2)盐浴完成后的耐磨球，进行1-2次漂洗，干燥，再加热升温至650℃保温1.5h，取出进行二次水淬，二次水淬采用喷雾式水淬，且二次水淬过程中配合风冷，出风量为1000m3/l；
4)取出步骤3)水淬完成后的耐磨球，干燥后倒入硝盐淬火槽中进行三次摆动淬火，硝盐淬火温度为220℃，保温2h；其中，硝盐浴由质量比2:2:0.5硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠混合而成；
5)取出步骤4)硝盐淬火后的耐磨球，漂洗，干燥，350℃回火保温6h，取出空冷，即可。
本淬火工艺中涉及的低碳低铬合金耐磨球包括以下百分含量元素：c0.65％、si1.2％、mn1.5％、cr1.7％、al0.3％、mo0.6％、(cu+ni)0.45％(其中cu0.28％)、re0.15％，余量为fe和不可避免的杂质。还包括nb0.2％、ti0.1％、v0.1％、zr0.1％。
实施例5：
一种低碳低铬合金耐磨球淬火工艺，包括以下步骤：
1)将成型脱模的低碳低铬合金耐磨球，置于加热炉中加热升温，先直接升温至650℃，保温1h，再升温至780℃，保温0.5h，然后以10℃阶梯式重复升温、保温0.5h至830℃；
2)将步骤1)中加热后的耐磨球取出，置于盐浴炉中进行盐浴处理，盐浴炉温度为430±10℃，保温2h；其中，盐浴液由摩尔比1:1：0.2的氯化钠、氯化钾、氯化钙水溶液混合而成；
3)取出步骤2)盐浴完成后的耐磨球，进行1-2次漂洗，干燥，再加热升温至700℃保温1.5h，取出进行二次水淬，二次水淬采用喷雾式水淬，且二次水淬过程中配合风冷，出风量为1000m3/l；
4)取出步骤3)水淬完成后的耐磨球，干燥后倒入硝盐淬火槽中进行三次摆动淬火，硝盐淬火温度为240℃，保温2h；其中，硝盐浴由质量比2:2:0.5硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠混合而成；
5)取出步骤4)硝盐淬火后的耐磨球，漂洗，干燥，330℃回火保温2h，取出空冷，即可。
本淬火工艺中涉及的低碳低铬合金耐磨球包括以下百分含量元素：c0.45％、si1.4％、mn1.1％、cr1.75％、al0.1％、mo0.6％、(cu+ni)0.4％(其中cu0.25％)、re0.16％，余量为fe和不可避免的杂质。还包括nb0.2％、ti0.2％、v0.15％、zr0.15％。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。