两种热处理工艺对CADI铸球力学性能和耐磨性的影响

分别采用盐浴等温淬火和油淬+空气中等温处理对同样化学成分的CADI铸球进行热处理。结果表明:两种热处理工艺铸球的显微组织均为石墨球、碳化物、针状铁素体和残余奥氏体组成,硬韧性匹配较好,铸球的硬度和冲击韧性相近。油淬+空气中等温处理铸球表面耐磨性略好于盐浴等温处理,盐浴等温处理铸球心部耐磨性略好于油淬+空气中等温处理。可采用油淬+空气中等温处理工艺替代盐浴等温热处理工艺处理CADI铸球。

不同铸型对高铬铸铁磨球组织与性能的影响

通过对砂型、金属型和金属型覆砂三种铸造工艺生产的高铬铸铁磨球组织性能分析,发现砂型、金属型覆砂到金属型,高铬铸铁磨球的晶粒尺寸、碳化物尺寸逐次细化,碳化物分布依次均匀,并且热处理后三种工艺生产的高铬铸铁磨球硬度无明显差别。滚筒湿法磨损显示,金属型生产的高铬磨球损失重最低、金属型覆砂次之、砂型最多,依次增加比例约为5%。

热处理对大直径CADI磨球微观组织和性能的影响

对Φ150mm CADI磨球分别用盐浴等温淬火、油淬等温淬火和水-空交替等温淬火三种等温淬火工艺进行热处理,测定了热处理后磨球的洛氏硬度和冲击吸收能量,使用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对大直径磨球内部不同部位的物相和微观组织进行表征。试验结果表明:三种热处理后的大直径CADI磨球的微观组织十分相似,均由针状铁素体、富碳奥氏体、碳化物和球状石墨组成。经过盐浴等温淬火热处理后,磨球心部到表面的洛氏硬度在HRC53.37~57范围内,心部和1/2半径(1/2R)处冲击吸收能量分别为11.98 J、13.78 J;经过油淬等温淬火热处理后,磨球心部到表面的洛氏硬度在HRC51.95~55.20范围内,心部和1/2R处冲击吸收能量分别为12.28 J、14.8 J;经过水-空交替等温淬火热处理后,磨球心部到表面的洛氏硬度在HRC52.73~55.75范围内,心部和1/2R处冲击吸收能量分别为12.7 J、13.78 J。经过水-空交替等温淬火处理后的大直径CADI磨球的组织和力学性能与盐浴和油淬工艺相近,磨球内外性能差异小。水-空交替等温淬火工艺有望替代盐浴和油淬等温淬火工艺。

CADI磨球异常组织分析与对策

采用标准金相技术并借助光学金相显微镜和扫描电镜,分别沿直径方向对铸态和淬火态磨球的微观组织进行了观察,对比分析了国内磨球与蒙古磨球由表层至心部的铸态组织和淬火态组织的差异,揭示了磨球表面激冷层相组成对磨球整体传热过程的作用机制。结果表明,从改善铸态组织和降低奥氏体稳定性两方面出发,提出了化学成分的调整方向,成功地解决了蒙古CADI磨球组织异常、心部淬不到、性能不达标等的生产难题。

Si含量对Cr10铸铁组织、硬度和耐磨性的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和RTec摩擦机等仪器研究了Si含量的变化对Cr10高铬铸铁显微组织,硬度和耐磨性的影响。结果表明,随着Si含量的增加,共晶碳化物含量增加,碳化物尺寸细化,硬度也随之提高。经油淬+低温回火后,铸铁表层的硬度和耐磨性随Si含量的增加而提升。然而随着Si含量的增加,铸铁的临界冷却速度逐渐增加,淬透性下降。2.7Si试样在距离淬火界面2 mm处的硬度为62.6HRC,比0.8Si试样提高了1HRC。干滑动往复摩擦磨损试验表明:与0.8Si铸铁相比,2.7Si铸铁的平均磨损体积仅有0.1061 mm~3,磨损量减少了26.5%。

水-空交替等温淬火CADI磨球的工业实践及应用

CADI磨球是一种在采矿、建材等行业中广泛应用的研磨介质,目前行业内常使用油淬+空气中等温处理或盐浴等温处理的工艺调控组织、改善性能,但这些工艺存在环境污染、损害健康、安全隐患、能源浪费等问题。通过特定设备及工艺手段精准控制降温过程,采用水-空交替等温淬火的方法处理CADI磨球,能够达到与油淬/盐浴等温淬火相同的热处理效果。利用该工艺批量生产的CADI磨球具有良好的一致性,金相组织及力学性能指标符合标准要求,并在实际应用中取得了良好效果。