本发明公开了一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，包括如下步骤：S1、对高铬磨段加热进行奥氏体化处理；S2、取出奥氏体化的高铬磨段，放入淬火油中淬火；S3、从淬火油中取出高铬磨段，空冷降温；S4、对空冷降温后的高铬磨段进行回火处理，然后空冷至室温。本发明对淬火工艺进行改进，选用分级淬火方式，并对淬火工艺参数做出合理的选择，使得马氏体转变充分，提高高铬磨段的硬度，并结合适宜的回火工艺，使得高铬磨段中含有适量的残留奥氏体，使得基体保持良好的韧性，最终使得高铬磨段拥有合适的硬韧性，降低高铬磨段破碎、剥落、失圆风险
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114427018 A (43)申请公布日 2022.05.03 (21)申请号 0.6 (22)申请日 2022.01.17 (71)申请人 宁国市华丰耐磨材料有限公司 地址 242300 安徽省宣城市宁国市宜黄公 路 (72)发明人 陈全心陈灿光桂劲松程琦 陈福燕方剑锋卢伟 (74)专利代理机构 合肥金律专利代理事务所 (普通合伙) 34184 代理人 马婕 (51)Int.Cl. C21D 1/19 (2006.01) C21D 5/04 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 (54)发明名称 一种高铬磨段分级淬火热处理工艺 (57)摘要 本发明公开了一种高铬磨段分级淬火热处 理工艺，包括如下步骤：S1、对高铬磨段加热进行 奥氏体化处理；S2、取出奥氏体化的高铬磨段，放 入淬火油中淬火；S3、从淬火油中取出高铬磨段， 空冷降温；S4、对空冷降温后的高铬磨段进行回 火处理，然后空冷至室温。本发明对淬火工艺进 行改进，选用分级淬火方式，并对淬火工艺参数 做出合理的选择，使得马氏体转变充分，提高高铬磨段 的硬度，并结合适宜的回火工艺，使得高铬磨段 中含有适量的残留奥氏体，使得基体保持良好的 韧性，最终使得高铬磨段拥有合适的硬韧性，降 低高铬磨段破碎、剥落、失圆风险。 A 8 1 0 7 2 4 4 1 1 N C CN 114427018 A 权利要求书 1/1页 1.一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，包括如下步骤： S1、对高铬磨段加热进行奥氏体化处理； S2、取出奥氏体化的高铬磨段，放入淬火油中淬火； S3、从淬火油中取出高铬磨段，空冷降温； S4、对空冷降温后的高铬磨段进行回火处理，然后空冷至室温。 2.依据权利要求1所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S2中，淬火后，高 铬磨段的表面温度为140‑180℃。 3.依据权利要求1或2所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S3中，空冷降 温至高铬磨段的表面温度为30‑80℃。 4.依据权利要求1‑3任一项所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S3中， 当高铬磨段直径≤40mm时，空冷降温至高铬磨段的表面温度为30‑50℃；当高铬磨段直径＞ 40mm时，空冷降温至高铬磨段的表面温度为50‑80℃。 5.依据权利要求1‑4任一项所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S3中， 空冷降温的时间为1.5‑2.5h。 6.依据权利要求1‑5任一项所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S4中， 回火温度为250‑450℃，回火时间为6‑8h。 7.依据权利要求1‑6任一项所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S4中， 于室温空气中冷却至室温。 8.依据权利要求1‑7任一项所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S2中， 淬火油温度为80‑120℃，淬火时间为4‑10min。 9.依据权利要求1‑8任一项所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S2中， 淬火油的闪点≥210℃，淬火油的最大冷速≥60℃/s，100℃淬火油的运动粘度为60‑ 2 100mm /s。 10.根据权利要求1‑9任一项所述高铬磨段分级淬火热处理工艺，其特征是，在S1中， 奥氏体化的温度为920‑1050℃，保温时间为2‑4h；优选地，在S1中，在连续推杆式加热炉中 进行奥氏体化处理；优选地，在S4中，在连续推杆式回火炉中进行回火。 2 2 CN 114427018 A 说明书 1/4页 一种高铬磨段分级淬火热处理工艺 技术领域 [0001] 本发明涉及高铬铸铁技术领域，尤其涉及一种高铬磨段分级淬火热处理工艺。 背景技术 [0002] 高铬白口铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁。高铬白 口铸铁含铬量大于10％，铬、碳含量比值介于4‑8之间。高铬白口铸铁磨段作为新一代耐磨 材料，具有生产效率高、硬度分布均匀、耐磨性好等特点，在我国水泥厂、建材等领域广为使 用，由于其体积较小，不易破碎，所以对硬度要求比较高。在市场之间的竞争激烈的今天，对高铬磨段 的技术升级及稳定质量成为一个不容忽视的难题。 [0003] 目前，高铬、超高铬铸造磨段一定要通过热处理改善其性能，提高其耐磨性。常规的 热处理步骤为：先充分奥氏体化，接着进行淬火，再进行回火。在淬火介质中冷至某一温度 会开始马氏体转变，以Ms表示，当冷却至Ms以下某一温度时，马氏体转变则不再进行，用Mf 表示，一般来说，冷却到Mf点以下时仍不能得到100％马氏体，而保留一部分未转变的奥氏 体称为残留奥氏体；然后回火消除淬火应力，降低残留奥氏体含量。 [0004] 一般来说，回火设备为台式炉回火。台式炉回火为传统的热处理工艺，将淬火后的 高铬磨段成批量的在台式炉统一回火，一次处理量比较大，因磨段淬火时是一小筐一小筐 断续处理的，所以先淬火的磨段需等待后淬火的磨段一起回火，整个等待周期较长。所以， 这些磨段在回火时残留的温度是不同的，有的已彻底冷却，有的还具有较高温度。在同样条 件下回火，造成产品性能不一致。先淬火的硬度高，易破碎；后淬火的硬度又不足。 [0005] 未解决这一难题，出现了与连续推杆式加热炉步调一致的连续推杆式回火炉。 产品经连续推杆式加热炉加热后，一筐一筐的进行淬火，随后又一筐一筐的进行回火，由于 单次处理量较少，所以产品稳定性很高、生产产量高、运行成本低，在耐磨材料企业深受好评。 但是，在实际应用中发现，连续式回火炉生产的高铬磨段，硬度较低，且易失圆。 发明内容 [0006] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高铬磨段分级淬火热处理工 艺，本发明对淬火工艺进行改进，选用分级淬火方式，并对淬火工艺参数做出合理的选择，使得马 氏体转变充分，提高高铬磨段的硬度，并结合适宜的回火工艺，使得高铬磨段中含有适量的 残留奥氏体，使得基体保持良好的韧性，最终使得高铬磨段拥有合适的硬韧性，降低高铬磨 段破碎、剥落、失圆风险。 [0007] 本发明提出了一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，包括如下步骤： [0008] S1、对高铬磨段加热进行奥氏体化处理； [0009] S2、取出奥氏体化的高铬磨段，放入淬火油中淬火； [0010] S3、从淬火油中取出高铬磨段，空冷降温； [0011] S4、对空冷降温后的高铬磨段进行回火处理，然后空冷至室温。 [0012] 上述高铬磨段是指高铬白口铸铁磨段。 3 3 CN 114427018 A 说明书 2/4页 [0013] 由于高铬铸铁是脆性材料，故发明人选择淬火油进行淬火，避免淬火介质使高铬 铸铁破裂的问题；但发明人发现，在淬火时高铬磨段的温度冷却至120℃以下时，会存在淋 油困难，造成磨段“吃油”量增加，成本上升的问题，而温度太高的话，着火风险也会加大。所 以在油淬时，发明人将高铬磨段离开淬火油的温度设置为140‑180℃； [0014] 发明人发现，若淬火后直接进行连续推杆式回火炉进行回火，此时高铬磨段的温 度为120℃以上，但是这一温度远高于马氏体转变终止温度Mf，使得马氏体转变不充分； [0015] 由于马氏体转变不充分，高铬磨段的淬火态硬度较低，为了能够更好的保证高铬磨段最终的 回炉态硬度达到标准，就不能以较高的温度进行回火以降低残留奥氏体，导致磨段最终的 残留奥氏体含量过高，而残留奥氏体是不稳定组织，在强冲击条件下会发生微观马氏体组 织转变，从而造成微观组织体积膨胀，导致磨段在使用时出现剥落、变形的情况； [0016] 因此发明人对淬火工艺进行改进，选用分级淬火方式，并对淬火工艺参数进行选 择，使得马氏体转变充分，提高高铬磨段的硬度，并结合适宜的回火工艺，降低淬火应力及 高铬磨段中残留奥氏体含量，最终使得高铬磨段拥有合适的硬韧性，降低高铬磨段破碎、剥 落、变形风险，来提升产品的使用寿命，获得更佳的使用效果。 [0017] 优选地，在S2中，淬火后，高铬磨段的表面温度为140‑180℃。 [0018] 优选地，在S3中，空冷降温至高铬磨段的表面温度为30‑80℃。 [0019] 优选地，在S3中，当高铬磨段直径≤40mm时，空冷降温至高铬磨段的表面温度为 30‑50℃；当高铬磨段直径＞40mm时，空冷降温至高铬磨段的表面温度为50‑80℃。 [0020] 优选地，在S3中，空冷降温的时间为1.5‑2.5h。 [0021] 上述S3中的空冷降温，在实际操作中，根据空冷终止温度的不同，可选择自然冷却 降温和通风强制冷却降温两种方式。 [0022] 优选地，在S4中，回火温度为250‑450℃，回火时间为6‑8h。 [0023] 优选地，在S4中，于室温空气中冷却至室温。 [0024] 优选地，在S2中，淬火油温度为80‑120℃，淬火时间为4‑10min。 [0025] 优选地，在S2中，淬火油的闪点≥210℃，淬火油的最大冷速≥60℃/s，100℃淬火 油的运动粘度为6 2 0‑100mm /s。 [0026] 优选地，在S1中，奥氏体化的温度为920‑1050℃，保温时间为2‑4h。 [0027] 优选地，在S1中，在连续推杆式加热炉中进行奥氏体化处理。 [0028] 优选地，在S4中，在连续推杆式回火炉中进行回火。 [0029] 有益效果： [0030] 发明人通过对高铬铸铁热处理工艺的层层分析，发现连续式回火炉生产的高铬磨 段硬度低且易失圆的问题，最终原因是热处理工艺不合理，使得马氏体转变不充分，残留奥 氏体含量过高，导致高铬磨段硬度低且易失圆； [0031] 因此发明人对淬火工艺进行改进，选用分级淬火方式，并对淬火工艺参数进行选 择，使得马氏体转变充分，提高高铬磨段的硬度，并结合适宜的回火工艺，使得高铬磨段中 含有适量的残留奥氏体，使得高铬磨段拥有合适的硬韧性，降低高铬磨段破碎、剥落、失圆 变形风险，从而提升产品的常规使用的寿命，获得更佳的使用效果。 4 4 CN 114427018 A 说明书 3/4页 具体实施方式 [0032] 本发明所述的一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，包括如下步骤： [0033] S1、对高铬磨段加热进行奥氏体化处理； [0034] S2、取出奥氏体化的高铬磨段，放入淬火油中淬火； [0035] S3、从淬火油中取出高铬磨段，空冷降温； [0036] S4、对空冷降温后的高铬磨段进行回火处理，然后空冷至室温。 [0037] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。 [0038] 实施例1 [0039] 一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，包括如下步骤： [0040] S1、将Cr10‑20mm×25mm的高铬磨段(其原料按重量百分比包括：C 2.9％，Cr 10.3％、Si 0.75％、Mn 0.58％、S 0.027％、P 0.029％，余量为Fe)在连续推杆式加热炉中 进行奥氏体化处理，加热炉保温区温度950℃，保温区时长为220min； [0041] S2、从连续推杆式加热炉中取出奥氏体化的高铬磨段，然后放入90℃的淬火油内， 并在淬火油内保持4min，此时高铬磨段的表面温度为140℃，其中，淬火油的闪点为230℃， 2 淬火油的最大冷速为70℃/s，100℃淬火油的运动粘度为70‑80mm /s； [0042] S3、从淬火油中取出高铬磨段，然后置于空冷设备上，通风空冷降温2h至高铬磨段 的表面温度为30‑50℃； [0043] S4、将空冷降温后的高铬磨段送入连续推杆式回火炉中，于280℃保温回火时间 6h，然后将高铬磨段放置于室温空气中缓慢降温3h至室温，完成热处理工艺。 [0044] 实施例2 [0045] 一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，包括如下步骤： [0046] S1、将Cr12‑50mm×70mm的高铬磨段(其原料按重量百分比包括：C 2.75％，Cr 12.32％、Si 0.78％、Mn 0.58％、S 0.028％、P 0.031％，余量为Fe)在连续推杆式加热炉中 进行奥氏体化处理，加热炉保温区温度960℃，保温区时长为200min； [0047] S2、从连续推杆式加热炉中取出奥氏体化的高铬磨段，然后放入100℃的淬火油 内，并在淬火油内保持7min，此时高铬磨段的表面温度为150℃，其中，淬火油的闪点为230 2 ℃，淬火油的最大冷速为70℃/s，100℃淬火油的运动粘度为70‑80mm /s； [0048] S3、从淬火油中取出高铬磨段，然后置于空冷设备上，缓慢降温2h至高铬磨段的表 面温度为60‑80℃； [0049] S4、将空冷降温后的高铬磨段送入连续推杆式回火炉中，于350℃保温回火时间 6h，然后将高铬磨段放置于室温空气中缓慢降温4h至室温，完成热处理工艺。 [0050] 实施例3 [0051] 一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，包括如下步骤： [0052] S1、将Cr18‑40mm×45mm的高铬磨段(其原料按重量百分比包括：C 2.73％，Cr 18.26％、Si 0.83％、Mn 0.62％、S 0.027％、P 0.025％，余量为Fe)在连续推杆式加热炉中 进行奥氏体化处理，加热炉保温区温度1050℃，保温区时长为200min； [0053] S2、从连续推杆式加热炉中取出奥氏体化的高铬磨段，然后放入90℃的淬火油内， 并在淬火油内保持5min，此时高铬磨段的表面温度为150℃，其中，淬火油的闪点为230℃， 2 淬火油的最大冷速为70℃/s，100℃淬火油的运动粘度为70‑80mm /s； 5 5 CN 114427018 A 说明书 4/4页 [0054] S3、从淬火油中取出高铬磨段，然后置于空冷设备上，通风冷却降温2.5h至高铬磨 段的表面温度为30‑50℃； [0055] S4、将空冷降温后的高铬磨段送入连续推杆式回火炉中，于320℃保温回火时间 6h，然后将高铬磨段放置于室温空气中缓慢降温3.5h至室温，完成热处理工艺。 [0056] 实施例4 [0057] 一种高铬磨段分级淬火热处理工艺，包括如下步骤： [0058] S1、将Cr15‑50mm×70mm的高铬磨段(其原料按重量百分比包括：C 2.85％，Cr 15.42％、Si 0.85％、Mn 0.68％、S 0.025％、P 0.028％，余量为Fe)在连续推杆式加热炉中 进行奥氏体化处理，加热炉保温区温度990℃，保温区时长为240min； [0059] S2、从连续推杆式加热炉中取出奥氏体化的高铬磨段，然后放入120℃的淬火油 内，并在淬火油内保持7min，此时高铬磨段的表面温度为160℃，其中，淬火油的闪点为230 2 ℃，淬火油的最大冷速为70℃/s，100℃淬火油的运动粘度为70‑80mm /s； [0060] S3、从淬火油中取出高铬磨段，然后置于空冷设备上，缓慢降温2.5h至高铬磨段的 表面温度为60‑80℃； [0061] S4、将空冷降温后的高铬磨段送入连续推杆式回火炉中，于380℃保温回火时间 6h，然后将高铬磨段放置于室温空气中缓慢降温3h至室温，完成热处理工艺。 [0062] 对比例1 [0063] 无S3步骤，其他同实施例2。 [0064] 对比例2 [0065] 无S3步骤，其他同实施例4。 [0066] 取实施例1‑4和对比例1‑2热处理后的高铬磨段，进行性能检验测试，结果如表1所示。 [0067] 表1检测结果 [0068] [0069] [0070] 由表1能够准确的看出，使用本发明所述热处理工艺，能大大的提升高铬磨段的硬度，韧性基 本不变；残留奥氏体含量降低。 [0071] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围以内。 6 6
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