專利名稱：高鉻含鎢復合抗磨輥圈的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種高鉻含鎢復合抗磨輥圈的制造方法，屬高性能鑄鐵合金材料及其鑄件的制造工藝技術領域。
背景技術：
用于煤矸石和礓石等硬質固體塊料破碎或粉碎的機械設備雙輥式粉碎機上的輥圈是一個重要部件，該輥圈的材料是具有一定要求的，要求其具有高抗磨性、低內應力、高韌性，并具有較高的使用壽命。
對于復合抗磨對輥輥圈外層的材料問題，有較多的材料可選，也可見之于專利文獻資料。中國專利ZL94100942.4中曾報道過采用鉻錳鉬鑄鐵材料，其成分為Cr11.0-14.5％，Mn 0.6-2.8％，Mo 1.0-1.9％，C 1.9-2.6％，Cu 0.9-1.5％，V 0.08-0.20％，稀土元素RE 0.01-0.02％，Fe余量。美國Climax公司提出的高鉻鉬鑄鐵成分為Cr14-16％，Mo 1.9-2.2％，Cu 0.5-1.2％，Mn 0.6-0.9％，C 2.8-3.5％，Fe余量。前蘇聯耐磨鑄鐵成分為Cr 12-15％，Mo 0.5-0.6％，Mn 3.3-3.9％，C 2.7-3.1％，Fe余量。
上述材料在性能方面有些尚不夠理想，還有待提高和改進。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高抗磨性、低內應力、高韌性、高使用壽命，且具有較優性能價格比的復合抗磨輥圈的制造工藝方法。
本發明一種離心鑄造高鉻含鎢復合抗磨輥圈的制造方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟a.確定和設計復合抗磨輥圈的結構及材料的化學成分復合抗磨輥圈的結構為內層和外層構成的復合結構；內層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為高鉻含鎢合金鑄鐵，高鉻含鎢合金鑄鐵的化學成分及其重量百分含量為Cr 12～20％，W 1.0～3.0％，C 2.2～3.4％，Cu 0.6～1.5％，Mn 0.4～1.4％，稀土Ce 0.1％，Si≤0.7％，P≤0.1％，S≤0.06％，Fe余量；b.進行復合離心澆鑄用中頻感應爐或電弧爐熔煉上述的高鉻含鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開澆時模溫為180～280℃，高鉻含鎢合金鑄鐵的開澆溫度為1400～1500℃，高鉻含鎢合金鑄鐵澆入后加入保護渣，然后澆完全部高鉻含鎢合金鑄鐵；待其表面溫度冷卻到850～1000℃后澆入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開澆溫度為1300～1400℃；待球墨鑄鐵完全凝固后停機；c.進行熱處理將上述制得的復合輥圈脫模，然后進行熱處理。爐溫預先升至900℃℃輥圈入爐后以每小時20～80℃的升溫速度緩慢加熱至980℃，并保溫4小時后將輥圈由爐內取出，風冷至500℃；然后放入預熱到400～500℃的回火爐中，隨爐冷卻；待輥圈在回火爐中冷卻到80～120℃后，再以每小時20～50℃的升溫速度緩慢加熱到400～550℃，并保溫2～4小時，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
本發明方法的特點是復合輥圈的外層材料其化學成分與過去同類產品相比是不完全相同的，主要是采用鎢代替了鉬，不但降低了成本，而且改善了性能。鎢的適量加入可提高制品的硬度，并細化碳化物和基體；高鉻可提高制品中碳化物數量并改變其類型，從而提高抗磨鑄鐵的硬度和韌性。少量稀土Ce的加入可凈化鐵液，改善鐵液的流動性，同時還能細化鑄鐵組織。
本發明方法通過兩種金屬復合鑄造，解決了輥圈高抗磨性與高強韌性的矛盾。在我國磚瓦行業中該輥圈可用于硬質煤桿石的粉碎加工，且能保證磚瓦質量；同時提高了工藝裝備的制造水平。
具體實施例方式
現將本發明的實施例敘述于后。
實施例1本實施例中，制造的對輥輥圈尺寸為外徑700mm，寬度500mm，厚度70mm；其中外層高鉻含鎢合金鑄鐵層厚35mm，內層球墨鑄鐵層厚35mm。
本實施例的復合抗磨輥圈制造方法的步驟如下(1)內層材料采用球墨鑄鐵，外層材料為高鉻含鎢合金鑄鐵；高鉻含鎢合金鑄鐵的化學成分及其重量百分含量為Cr 16％，W 2.0％，C 2.4％，Cu 0.6％，Mn 0.8％，稀土Ce 0.1％，Si 0.7％，P≤0.03％，S≤0.03％，Fe余量；(2)進行復合離心澆鑄用電弧爐熔煉上述的高鉻含鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開澆時模溫為220℃，高鉻含鎢合金鑄鐵的開澆溫度為1456℃，在澆入鐵液后加入保護渣，然后澆完全部鐵液；待其表面溫度冷卻到1000℃時，開始澆注球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開澆溫度為1340℃；待球墨鑄鐵完全凝固后停機；(3)進行熱處理將上述所制得的復合輥圈脫模，然后進行熱處理。爐溫預先升至900℃；輥圈入爐后以每小時40℃的升溫速度緩慢加熱至980℃，并保溫4小時后將輥圈由爐內取出，風冷至500℃，然后放入預熱到500℃的回火爐中，隨爐冷卻；待輥圈在回火爐中冷卻到100℃后，再以每小時40℃的升溫速度緩慢加熱到550℃，并保溫4小時，然后隨爐冷卻至室溫出爐。最終制得高鉻含鎢復合抗磨輥圈。
權利要求
1.一種高鉻含鎢復合抗磨輥圈的制造方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟a)確定和設計復合抗磨輥圈的結構及材料的化學成分復合抗磨輥圈的結構為內層和外層構成的復合結構；內層材料為高強度普通球墨鑄鐵；外層材料為高鉻含鎢合金鑄鐵，高鉻含鎢合金鑄鐵的化學成分及其重量百分含量為Cr12～20％，W 1.0～3.0％，C 2.2～3.4％，Cu 0.6～1.5％，Mn 0.4～1.4％，稀土Ce0.1％，Si≤0.7％，P≤0.1％，S≤0.06％，Fe余量；b)進行復合離心澆鑄用中頻感應爐或電弧爐熔煉上述的高鉻含鎢合金鑄鐵和球墨鑄鐵；采用離心鑄造工藝，開澆時模溫為180～280℃，高鉻含鎢合金鑄鐵的開澆溫度為1400～1500℃，高鉻含鎢合金鑄鐵澆入后加入保護渣，然后澆完全部高鉻含鎢合金鑄鐵；待其表面溫度冷卻到850～1000℃后澆入球墨鑄鐵；球墨鑄鐵的開澆溫度為1300～1400℃；待球墨鑄鐵完全凝固后停機；c)進行熱處理將上述制得的復合輥圈脫模，然后進行熱處理。爐溫預先升至900℃。輥圈入爐后以每小時20～80℃的升溫速度緩慢加熱至980℃，并保溫4～8小時后將輥圈由爐內取出，風冷至500℃；然后放入預熱到400～500℃的回火爐中，隨爐冷卻；待輥圈在回火爐中冷卻到80～120℃后，再以每小時20～50℃的升溫速度緩慢加熱到400～550℃，并保溫2～4小時，然后隨爐冷卻至室溫出爐。
全文摘要
本發明涉及一種高鉻含鎢復合抗磨輥圈的制造方法，屬高性能鑄鐵合金材料及其鑄件的制造工藝技術領域。本發明方法由離心復合澆鑄工藝和熱處理工藝結合而成。其特點是復合輥圈外層為高鉻含鎢合金鑄鐵，內層為高強度普通球墨鑄鐵。高鉻含鎢合金鑄鐵的化學組成及其重量百分組成為Cr 12～20％，W 1.0～3.0％，C 2.2～3.4％，Cu 0.6～1.5％，Mn 0.4～1.4％，稀土Ce 0.1％，Si≤0.7％，P≤0.1％，S≤0.06％，Fe余量。本發明方法制得的復合抗磨輥圈的優點是抗磨性能好、內應力小、韌性好、使用壽命較高、制造成本低。該輥圈適合用于制磚行業中煤矸石、礓土等硬質原料的粉碎或破碎。
文檔編號C22C37/04GK1943861SQ20061011730
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月19日 優先權日2006年10月19日
發明者翟啟杰, 王溪, 蘇恒渤, 鄭熱力 申請人:上海大學, 北京福爾達耐磨材料有限責任公司