專利名稱：耐磨合金鑄鋼的熱處理設備的制作方法

　　技術領域：

　　本實用新型涉及一種耐磨合金鑄鋼的熱處理設備，特別是針對可用于野外開采設備上、能夠適于高強度、低溫等惡劣環境要求，具有超高硬韌性的耐磨耐磨合金鑄鋼的熱處 理設備。

　　背景技術：

　　磨損是許多工業部門普遍存在并成為引起設備失效或材料破壞的一個重要原因， 同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴重。目前的技術現狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。一類是強調材料的高韌性，一類是強調材料的抗磨性。而無 法達到一個有效的統一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20%的高硬度共晶碳化物，具有優異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產成本高以及高溫熱處理易變形開裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵 碳化物硬度低，碳化物呈連續狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。針對現狀，解決提高淬透性和合金元素含量增加的矛盾，得到一種生產工藝簡單、 成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污染，同時保證在低溫環境中的良好工作，并在 多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄鋼已成為一項技術問題。同時人們也認識到提 供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應的熱處理工藝不僅是制造耐磨合金鑄鋼的 技術環節，同時，合理的熱處理工藝也將對耐磨合金鑄鋼的硬度和韌性等機械性能和減少 或消除應力具有積極的作用；改善合金元素在組織中的分布形式和存在形式，使合金成分 得到更有效的利用。而作為現代化企業的自動化要求，也應配以相對應的自動化設備，以實 現上述熱處理工藝。

　　實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種耐磨合金鑄鋼的熱處理設備，其包括 熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理 系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐； 所述退火爐、淬火爐或回火爐沿著所述運輸系統設有多個加熱區。作為進一步的改進，所述退火爐、淬火爐或回火爐可以具有多個加熱區。所述退火 爐的加熱區為七個，所述淬火爐的加熱區為五個或所述回火爐的加熱區為五個。本實用新型具有自動化程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證 熱處理工藝的順利進行的優點。

　　圖1是本熱處理設備的示意圖。

　　具體實施方式

　　本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熱處理設備，其中所述鑄鋼的化學成分及其質量百分比為C 0. 27-0. 32 ；Mn 0. 70-0. 90 ；Si 0. 90-1. 30 ；Cr 1. 40-1. 80 ；Mo 0. 10-0. 20 ；Ni 0. 10-0. 20 ；Ti 0. 02-0. 03。其中各合金所具有的主要功能 為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低；硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性 和塑性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性；鉻(Cr)降低鋼的導熱性，能提高耐磨性；鉬(Mo)強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性；鎳(Ni)擴大奧氏體區，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力；鈦鐵(Ti)能強化鐵素體，脫氧和細化晶粒；針對上述耐磨合金鑄鋼進行熱處理的設備為1、退火爐1 溫度可被設為850°C -900°C，停留時間可被設為3_5小時的退火爐1 ； 將所述耐磨合金鑄鋼8置于溫度為850°C -900°C退火爐1中，保溫3_5小時出爐，然后至于 第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優選的實施例采用退火爐是推桿式退火爐，例如RJT-150-8推桿式等溫退火爐， 其共分7個加熱區，各個加熱區溫度設定為850°C -90(TC。多個被預制成與退火爐1的尺寸 相適應的耐磨合金鑄鋼8工件依批次通過上述7個加熱區，而被加熱升溫，并依次連續的在 上述7個加熱區中保溫，以使得耐磨合金鑄鋼8在退火爐中獲得有效長度的保溫時間。加 熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證 工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制退火工序的目的，在上述的7個加熱區中 可以設有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對退火爐溫 度的及時調整。優選的，一、二、三、四、五加熱區采用TCW-32A三相調壓，六七區用數顯儀表 示溫度，每個區都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。耐磨合金鑄鋼8在保溫3-5小 時后出爐，然后至于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 溫度可被設為900°C 士 10°C，停留時間可被設為150分鐘 的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬火槽7 ；將前 述經過第一次空冷的耐磨合金鑄鋼8置于溫度控制在900°C 士 10°C的淬火爐2中保溫150 分鐘后取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3，耐磨合金鑄鋼8冷致300°C左 右后被運出淬火槽7。優選的實施例采用鑄鏈板式淬火爐，由5個加熱區組成，各個加熱區溫度控制到900°C 士 10°C。工件保溫150分鐘后，自動置入淬火槽7，進行淬火。各個加熱區中可以設 有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對淬火爐溫度的及 時調整。優選的，各個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控。 另外，加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應， 以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優選的是配有PVAlO%，三已醇胺1%，苯甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相 連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續和穩定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 耐磨合金鑄鋼8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監控裝置9檢測 工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為200-230°C，停留時間可被設為3-4小時的回火爐4 ；將 前述經過淬火的耐磨合金鑄鋼8置于溫度為到200-230°C的回火爐中4，保溫3_4小時取 出，然后至于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優選的采用網帶式回火爐由5個加熱區組成的，各個加熱區溫度升到 200-230°C，保溫3-4小時取出的進行空冷。加熱區的數量同樣基于上述原因可以選擇其他 的數量，而每個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控等溫度 監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述 耐磨合金鑄鋼的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述退火爐1的所述耐磨合金鑄鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸裝置A ；將出自所述退淬火爐2的所述耐磨合金鑄鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區域II處的第二運輸裝置B ；將所述耐磨合金鑄鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸裝置C。例如采用起吊裝置，輸送帶 等直線運輸裝置等。另外，本熱處理設備在上述需要時間控制的區域還配有檢測所述耐磨合金鑄鋼停 留在上述爐中時間的計時裝置10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產 的高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設備中還具有上位控制單元6，本系統中的退火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的 計時裝置10和溫度監控裝置9發出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控 制運輸系統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規模化的系統自動控制。上述熱處理設備具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保 證熱處理工藝的順利進行、使所述耐磨合金鑄鋼達到所需的機械性能等特點。本實用新型所述鑄鋼經過上述設備處理后，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強 度:1200-1400MPa，延伸率δ 57-15%, V 型缺口沖擊韌性 Akv25_40J，硬度48_55HRC。并 適合用于在低溫環境中，如-20°C -0°C，與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備，適應在寒帶環境中長期工作的要求。 本實用新型中所揭示的多種功能結構及其實施例，均通過權 利要求得到體現和保 護，任何根據本實用新型中所示的附圖和實施例所得到的啟示，均落入本實用新型所保護 的范圍之中。

　　權利要求一種耐磨合金鑄鋼的熱處理設備，其特征在于，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐；所述退火爐、淬火爐或回火爐沿著所述運輸系統設有多個加熱區。

　　2.根據權利要求1所述的耐磨合金鑄鋼的熱處理設備，其特征在于所述退火爐的加 熱區為七個，所述淬火爐的加熱區為五個或所述回火爐的加熱區為五個。

　　專利摘要一種耐磨合金鑄鋼的熱處理設備，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐；所述退火爐、淬火爐或回火爐沿著所述運輸系統設有多個加熱區。該設備結構簡單、自動化程度高，經處理的耐磨合金鑄鋼可用于制造與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備。

　　文檔編號C21D1/26GK201553759SQ20092026640

　　公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月4日 優先權日2009年11月4日

　　發明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業精密鑄造有限公司

　　專利名稱：一種低溫合金鋼產品的熱處理設備的制作方法

　　技術領域：

　　[0001]本實用新型涉及一種低溫合金鋼產品的熱處理設備，特別是針對可用于野外開采設備上、能夠適于高強度、低溫等惡劣環境要求，具有超高硬韌性的耐磨低溫合金鋼產品的 熱處理設備。

　　背景技術：

　　磨損是許多工業部門普遍存在并成為引起設備失效或材料破壞的一個重要原因， 同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴重。目前的技術現狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。一類是強調材料的高韌性，一類是強調材料的抗磨性。而無 法達到一個有效的統一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20%的高硬度共晶碳化物，具有優異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產成本高以及高溫熱處理易變形開裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵 碳化物硬度低，碳化物呈連續狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。針對現狀，解決提高淬透性和合金元素含量增加的矛盾，得到一種生產工藝簡單、 成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污染，同時保證在低溫環境中的良好工作，并在 多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄鋼已成為一項技術問題。同時人們也認識到提 供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應的熱處理工藝不僅是制造耐磨合金鑄鋼的 技術環節，同時，合理的熱處理工藝也將對耐磨合金鑄鋼的硬度和韌性等機械性能和減少 或消除應力具有積極的作用；改善合金元素在組織中的分布形式和存在形式，使合金成分 得到更有效的利用。而作為現代化企業的自動化要求，也應配以相對應的自動化設備，以實 現上述熱處理工藝。

　　實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種低溫合金鋼產品的熱處理設備，其包 括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱 處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火 爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介 質為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上還設有檢測所述耐 磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置。本實用新型具有自動化程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證 熱處理工藝的順利進行的優點，同時由于采用具有水溶性淬火液的淬火槽，也保證了環保上的優勢。

　　圖1是本熱處理設備的示意圖。

　　具體實施方式

　　本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熱處理設備，其中所述鑄鋼的化學成分及其質量百分比為C 0. 27-0. 32 ；Mn 0. 70-0. 90 ；Si 0. 90-1. 30 ；Cr 1. 40-1. 80 ；Mo 0. 10-0. 20 ；Ni 0. 10-0. 20 ；Ti 0. 02-0. 03。其中各合金所具有的主要功能 為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低；硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性 和塑性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性；鉻(Cr)降低鋼的導熱性，能提高耐磨性；鉬(Mo)強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性；鎳(Ni)擴大奧氏體區，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力；鈦鐵(Ti)能強化鐵素體，脫氧和細化晶粒；針對上述耐磨合金鑄鋼進行熱處理的設備為1、退火爐1 溫度可被設為850°C -900°C，停留時間可被設為3_5小時的退火爐1 ； 將所述耐磨合金鑄鋼8置于溫度為850°C -900°C退火爐1中，保溫3_5小時出爐，然后至于 第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優選的實施例采用退火爐是推桿式退火爐，例如RJT-150-8推桿式等溫退火爐， 其共分7個加熱區，各個加熱區溫度設定為850°C -90(TC。多個被預制成與退火爐1的尺寸 相適應的耐磨合金鑄鋼8工件依批次通過上述7個加熱區，而被加熱升溫，并依次連續的在 上述7個加熱區中保溫，以使得耐磨合金鑄鋼8在退火爐中獲得有效長度的保溫時間。加 熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證 工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制退火工序的目的，在上述的7個加熱區中 可以設有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對退火爐溫 度的及時調整。優選的，一、二、三、四、五加熱區采用TCW-32A三相調壓，六七區用數顯儀表 示溫度，每個區都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。耐磨合金鑄鋼8在保溫3-5小 時后出爐，然后至于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 溫度可被設為900°C 士 10°C，停留時間可被設為150分鐘 的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬火槽7 ；將前 述經過第一次空冷的耐磨合金鑄鋼8置于溫度控制在900°C 士 10°C的淬火爐2中保溫150 分鐘后取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3，耐磨合金鑄鋼8冷致300°C左 右后被運出淬火槽7。[0021]優選的實施例采用鑄鏈板式淬火爐，由5個加熱區組成，各個加熱區溫度控制到900°C 士 10°C。工件保溫150分鐘后，自動置入淬火槽7，進行淬火。各個加熱區中可以設 有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對淬火爐溫度的及 時調整。優選的，各個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控。 另外，加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應， 以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優選的是配有PVAlO%，三已醇胺1%，苯 甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相 連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續和穩定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 耐磨合金鑄鋼8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監控裝置9檢測 工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為200_230°C，停留時間可被設為3_4小時的回火爐4 ；將 前述經過淬火的耐磨合金鑄鋼8置于溫度為到200-230°C的回火爐中4，保溫3_4小時取 出，然后至于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優選的采用網帶式回火爐由5個加熱區組成的，各個加熱區溫度升到 200-230°C，保溫3-4小時取出的進行空冷。加熱區的數量同樣基于上述原因可以選擇其他 的數量，而每個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控等溫度 監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述 耐磨合金鑄鋼的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述退火爐1的所述耐磨合金鑄鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸裝置A ；將出自所述退淬火爐2的所述耐磨合金鑄鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區域II處的第二運輸裝置B ；將所述耐磨合金鑄鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸裝置C。例如采用起吊裝置，輸送帶 等直線運輸裝置等。另外，本熱處理設備在上述需要時間控制的區域還配有檢測所述耐磨合金鑄鋼停 留在上述爐中時間的計時裝置10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產 的高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設備中還具有上位控制單元6，本系統中的退火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的 計時裝置10和溫度監控裝置9發出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控 制運輸系統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規模化的系統自動控制。上述熱處理設備具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保 證熱處理工藝的順利進行、使所述耐磨合金鑄鋼達到所需的機械性能等特點。本實用新型所述鑄鋼經過上述設備處理后，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強 度:1200-1400MPa，延伸率δ 57-15%, V 型缺口沖擊韌性 Akv25_40J，硬度48_55HRC。并適合用于在低溫環境中，如-20°C -0°C，與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備，適應在寒帶環境中長期工作的要求。 本實用新型中所揭示的多種功能結構及其實施例，均通過權利要求得到體現和保 護，任何根據本實用新型中所示的附圖和實施例所得到的啟示，均落入本實用新型所保護 的范圍之中。

　　權利要求一種低溫合金鋼產品的熱處理設備，其特征在于，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統；所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上還設有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置。

　　2.如權利要求1所述的低溫合金鋼產品的熱處理設備，其特征在于所述退火爐、淬火 爐或回火爐可以具有多個加熱區。所述退火爐的加熱區為七個，所述淬火爐的加熱區為五 個或所述回火爐的加熱區為五個。

　　專利摘要一種低溫合金鋼產品的熱處理設備，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上還設有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置。該設備結構簡單、自動化程度高，經處理的耐磨合金鑄鋼可用于制造與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備。

　　文檔編號C21D11/00GK201560219SQ20092026640

　　公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月4日 優先權日2009年11月4日

　　發明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業精密鑄造有限公司

　　專利名稱：一種鑄鋼產品的熱處理設備的制作方法

　　技術領域：

　　本實用新型涉及一種鑄鋼產品的熱處理設備，特別是針對可用于野外開采設備上、能夠適于高強度、低溫等惡劣環境要求，具有超高硬韌性的耐磨鑄鋼產品的熱處理設 備。

　　背景技術：

　　磨損是許多工業部門普遍存在并成為引起設備失效或材料破壞的一個重要原因， 同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴重。目前的技術現狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。一類是強調材料的高韌性，一類是強調材料的抗磨性。而無 法達到一個有效的統一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20 %的高硬度共晶碳化物，具有優異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產成本高以及高溫熱處理易變形開裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵 碳化物硬度低，碳化物呈連續狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。針對現狀，解決提高淬透性和合金元素含量增加的矛盾，得到一種生產工藝簡單、 成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污染，同時保證在低溫環境中的良好工作，并在 多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄鋼已成為一項技術問題。同時人們也認識到提 供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應的熱處理工藝不僅是制造耐磨合金鑄鋼的 技術環節，同時，合理的熱處理工藝也將對耐磨合金鑄鋼的硬度和韌性等機械性能和減少 或消除應力具有積極的作用；改善合金元素在組織中的分布形式和存在形式，使合金成分 得到更有效的利用。而作為現代化企業的自動化要求，也應配以相對應的自動化設備，以實 現上述熱處理工藝。

　　實用新型內容為解決上述技術問題，提供一種鑄鋼產品的熱處理設備，其包括熱處理系統和將 所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運 輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐；在所述淬火爐和 所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的 淬火槽；所述退火爐、淬火爐或回火爐可以設有檢測所述耐磨合金鑄鋼停留在上述爐中的 時間裝置。作為進一步的改進，所述退火爐、淬火爐或回火爐沿著所述運輸系統設有多個加 熱區；所述每個加熱區可以設有用于對所述加熱區實現溫度的顯示、記錄和遠程報告的溫度監控裝置。本實用新型具有自動化程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證 熱處理工藝的順利進行的優點，同時由于采用具有水溶性淬火液的淬火槽，也保證了環保 上的優勢，適于制造處理高強度、高韌性合金鋼材料。

　　圖1是本熱處理設備的示意圖。

　　具體實施方式

　　本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熱處理設備，其中所述鑄 鋼的化學成分及其質量百分比為C 0. 27-0. 32 ；Mn 0. 70-0. 90 ；Si 0. 90-1. 30 ；Cr 1. 40-1. 80 ；Mo 0. 10-0. 20 ；Ni 0. 10-0. 20 ；Ti 0. 02-0. 03。其中各合金所具有的主要功能 為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低；硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性 和塑性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性；鉻(Cr)降低鋼的導熱性，能提高耐磨性；鉬(Mo)強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性；鎳(Ni)擴大奧氏體區，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力；鈦鐵(Ti)能強化鐵素體，脫氧和細化晶粒；針對上述耐磨合金鑄鋼進行熱處理的設備為1、退火爐1 溫度可被設為850°C -900°C，停留時間可被設為3_5小時的退火爐1 ； 將所述耐磨合金鑄鋼8置于溫度為850°C -900°C退火爐1中，保溫3_5小時出爐，然后至于 第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優選的實施例采用退火爐是推桿式退火爐，例如RJT-150-8推桿式等溫退火爐， 其共分7個加熱區，各個加熱區溫度設定為850°C -90(TC。多個被預制成與退火爐1的尺寸 相適應的耐磨合金鑄鋼8工件依批次通過上述7個加熱區，而被加熱升溫，并依次連續的在 上述7個加熱區中保溫，以使得耐磨合金鑄鋼8在退火爐中獲得有效長度的保溫時間。加 熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證 工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制退火工序的目的，在上述的7個加熱區中 可以設有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對退火爐溫 度的及時調整。優選的，一、二、三、四、五加熱區采用TCW-32A三相調壓，六七區用數顯儀表 示溫度，每個區都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。耐磨合金鑄鋼8在保溫3-5小 時后出爐，然后至于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 溫度可被設為900°C 士 10°C，停留時間可被設為150分鐘的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬火槽7 ；將前述經過第一次空冷的耐磨合金鑄鋼8置于溫度控制在900°C 士 10°C的淬火爐2中保溫150分鐘后取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3，耐磨合金鑄鋼8冷致300°C左 右后被運出淬火槽7。優選的實施例采用鑄鏈板式淬火爐，由5個加熱區組成，各個加熱區溫度控制到 900°C 士 10°C。工件保溫150分鐘后，自動置入淬火槽7，進行淬火。各個加熱區中可以設 有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對淬火爐溫度的及 時調整。優選的，各個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控。 另外，加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應， 以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優選的是配有PVAlO%，三已醇胺1%，苯 甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相 連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續和穩定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 耐磨合金鑄鋼8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監控裝置9檢測 工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為200-230°C，停留時間可被設為3-4小時的回火爐4 ；將 前述經過淬火的耐磨合金鑄鋼8置于溫度為到200-230°C的回火爐中4，保溫3_4小時取 出，然后至于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優選的采用網帶式回火爐由5個加熱區組成的，各個加熱區溫度升到 200-230°C，保溫3-4小時取出的進行空冷。加熱區的數量同樣基于上述原因可以選擇其他 的數量，而每個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控等溫度 監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述 耐磨合金鑄鋼的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述退火爐1的所述耐磨合金鑄鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸裝置A ；將出自所述退淬火爐2的所述耐磨合金鑄鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區域II處的第二運輸裝置B ；將所述耐磨合金鑄鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸裝置C。例如采用起吊裝置，輸送帶 等直線運輸裝置等。另外，本熱處理設備在上述需要時間控制的區域還配有檢測所述耐磨合金鑄鋼停 留在上述爐中時間的計時裝置10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產 的高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設備中還具有上位控制單元6，本系統中的退火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的 計時裝置10和溫度監控裝置9發出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控 制運輸系統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規模化的系統自動控制。上述熱處理設備具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證熱處理工藝的順利進行、使所述耐磨合金鑄鋼達到所需的機械性能等特點。本實用新型所述鑄鋼經過上述設備處理后，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強 度:1200-1400MPa，延伸率δ 57-15%, V 型缺口沖擊韌性 Akv25_40J，硬度48_55HRC。并 適合用于在低溫環境中，如-20°C -0°C，與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備，適應在寒帶 環境中長期工作的要求。本實用新型中所揭示的多種功能結構及其實施例，均通過權利要求得到體現和保 護，任何根據本實用新型中所示的附圖和實施例所得到的啟示，均落入本實用新型所保護 的范圍之中。

　　權利要求一種鑄鋼產品的熱處理設備，其特征在于，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐；在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；所述退火爐、淬火爐或回火爐可以設有檢測所述耐磨合金鑄鋼停留在上述爐中的時間裝置。

　　2.根據權利要求1所述的鑄鋼產品的熱處理設備，其特征在于所述退火爐、淬火爐或 回火爐沿著所述運輸系統設有多個加熱區；所述每個加熱區可以設有用于對所述加熱區實 現溫度的顯示、記錄和遠程報告的溫度監控裝置。

　　專利摘要一種鑄鋼產品的熱處理設備，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐；在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽，所述退火爐、淬火爐或回火爐可以設有檢測所述耐磨合金鑄鋼停留在上述爐中的時間裝置。該設備結構簡單、自動化程度高，經處理的耐磨合金鑄鋼可用于制造與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備。

　　文檔編號C21D1/34GK201560220SQ20092026640

　　公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月4日 優先權日2009年11月4日

　　發明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業精密鑄造有限公司

　　專利名稱：低溫耐磨鋼的熱處理設備的制作方法

　　技術領域：

　　本實用新型涉及一種低溫耐磨鋼的熱處理設備，特別是針對可用于野外開采設備上、能夠適于高強度、低溫等惡劣環境要求，具有超高硬韌性的耐磨低溫耐磨鋼的熱處理設 備。

　　背景技術：

　　磨損是許多工業部門普遍存在并成為引起設備失效或材料破壞的一個重要原因，同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴重。目前的技術現狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。一類是強調材料的高韌性，一類是強調材料的抗磨性。而無 法達到一個有效的統一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20 %的高硬度共晶碳化物，具有優異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產成本高以及高溫熱處理易變形開裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵 碳化物硬度低，碳化物呈連續狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。針對現狀，解決提高淬透性和合金元素含量增加的矛盾，得到一種生產工藝簡單、成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污染，同時保證在低溫環境中的良好工作，并在 多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄鋼已成為一項技術問題。同時人們也認識到提 供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應的熱處理工藝不僅是制造耐磨合金鑄鋼的 技術環節，同時，合理的熱處理工藝也將對耐磨合金鑄鋼的硬度和韌性等機械性能和減少 或消除應力具有積極的作用；改善合金元素在組織中的分布形式和存在形式，使合金成分 得到更有效的利用。而作為現代化企業的自動化要求，也應配以相對應的自動化設備，以實 現上述熱處理工藝。

　　實用新型內容為解決上述技術問題，提供一種低溫耐磨鋼的熱處理設備，包括熱處理系統和將 所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，以及同熱處理系統和運輸系 統相連的上位控制單元；所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和 停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻 溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火 爐或淬火槽上，還設有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能 向所述上位控制單元發出數據信號；所述上位控制單元可根據所述時數據信號，實現對同 其相連的熱處理系統和運輸系統的自動化控制。[0006]本實用新型具有自動化程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證 熱處理工藝的順利進行的優點，同時由于采用具有水溶性淬火液的淬火槽，也保證了環保 上的優勢。

　　圖1是本熱處理設備的示意圖。

　　具體實施方式

　　本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熱處理工藝，其中所述鑄 鋼的化學成分及其質量百分比為C 0. 27-0. 32 ；Mn 0. 70-0. 90 ；Si 0. 90-1. 30 ；Cr 1. 40-1. 80 ；Mo 0. 10-0. 20 ；Ni 0. 10-0. 20 ；Ti 0. 02-0. 03。其中各合金所具有的主要功能 為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低；硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性 和塑性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性；鉻(Cr)降低鋼的導熱性，能提高耐磨性；鉬(Mo)強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性；鎳(Ni)擴大奧氏體區，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力；鈦鐵(Ti)能強化鐵素體，脫氧和細化晶粒；針對上述耐磨合金鑄鋼進行熱處理的設備為1、退火爐1 溫度可被設為850°C -900°C，停留時間可被設為3_5小時的退火爐1 ； 將所述耐磨合金鑄鋼8置于溫度為850°C -900°C退火爐1中，保溫3_5小時出爐，然后至于 第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優選的實施例采用退火爐是推桿式退火爐，例如RJT-150-8推桿式等溫退火爐， 其共分7個加熱區，各個加熱區溫度設定為850°C -90(TC。多個被預制成與退火爐1的尺寸 相適應的耐磨合金鑄鋼8工件依批次通過上述7個加熱區，而被加熱升溫，并依次連續的在 上述7個加熱區中保溫，以使得耐磨合金鑄鋼8在退火爐中獲得有效長度的保溫時間。加 熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證 工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制退火工序的目的，在上述的7個加熱區中 可以設有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對退火爐溫 度的及時調整。優選的，一、二、三、四、五加熱區采用TCW-32A三相調壓，六七區用數顯儀表 示溫度，每個區都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。耐磨合金鑄鋼8在保溫3-5小 時后出爐，然后至于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 溫度可被設為900°C 士 10°C，停留時間可被設為150分鐘 的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬火槽7 ；將前 述經過第一次空冷的耐磨合金鑄鋼8置于溫度控制在900°C 士 10°C的淬火爐2中保溫150分鐘后取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3，耐磨合金鑄鋼8冷致300°C左 右后被運出淬火槽7。優選的實施例采用鑄鏈板式淬火爐，由5個加熱區組成，各個加熱區溫度控制到 900°C 士 10°C。工件保溫150分鐘后，自動置入淬火槽7，進行淬火。各個加熱區中可以設 有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對淬火爐溫度的及 時調整。優選的，各個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控。 另外，加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應， 以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。 淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優選的是配有PVAlO%，三已醇胺1%，苯 甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相 連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續和穩定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 耐磨合金鑄鋼8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監控裝置9檢測 工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為200_230°C，停留時間可被設為3_4小時的回火爐4 ；將 前述經過淬火的耐磨合金鑄鋼8置于溫度為到200-230°C的回火爐中4，保溫3_4小時取 出，然后至于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優選的采用網帶式回火爐由5個加熱區組成的，各個加熱區溫度升到 200-230°C，保溫3-4小時取出的進行空冷。加熱區的數量同樣基于上述原因可以選擇其他 的數量，而每個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控等溫度 監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述 耐磨合金鑄鋼的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述退火爐1的所述耐磨合金鑄鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸裝置A ；將出自所述退淬火爐2的所述耐磨合金鑄鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區域II處的第二運輸裝置B ；將所述耐磨合金鑄鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸裝置C。例如采用起吊裝置，輸送帶 等直線運輸裝置等。另外，本熱處理設備在上述需要時間控制的區域還配有檢測所述耐磨合金鑄鋼停 留在上述爐中時間的計時裝置10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產 的高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設備中還具有上位控制單元6，本系統中的退火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，優選的所述熱處理系統和運輸系統通過有線 或無線的形式同上位控制單元相連，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的計時裝置 10和溫度監控裝置9發出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控制運輸系 統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規模化的系統自動控制。上述熱處理設備具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證熱處理工藝的順利進行、使所述耐磨合金鑄鋼達到所需的機械性能等特點。 本實用新型所述鑄鋼經過上述設備處理后，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強 度:1200-1400MPa，延伸率δ 57-15%, V 型缺口沖擊韌性 Akv25_40J，硬度48_55HRC。并 適合用于在低溫環境中，如-20°C -0°C，與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備，適應在寒帶 環境中長期工作的要求。本實用新型中所揭示的多種功能結構及其實施例，均通過權利要求得到體現和保 護，任何根據本實用新型中所示的附圖和實施例所得到的啟示，均落入本實用新型所保護 的范圍之中。

　　權利要求一種低溫耐磨鋼的熱處理設備，其特征在于，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，以及同熱處理系統和運輸系統相連的上位控制單元；所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發出數據信號；所述上位控制單元可根據所述時間和溫度裝置發出的數據信號，向所述熱處理系統和運輸系統發出控制信號，調整所述耐磨合金鑄鋼在爐內的溫度和停留時間。

　　2.根據權利要求1所述的低溫耐磨鋼的熱處理設備，其特征在于所述熱處理系統和 運輸系統通過有線或無線的形式同上位控制單元相連。

　　專利摘要一種低溫耐磨鋼的熱處理設備，包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，以及同熱處理系統和運輸系統相連的上位控制單元；所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；所述在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發出數據信號；所述上位控制單元可根據所述時數據信號，實現對同其相連的熱處理系統和運輸系統的自動化控制。該設備結構簡單、自動化程度高。

　　文檔編號C21D1/26GK201553760SQ20092026640

　　公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月4日 優先權日2009年11月4日

　　發明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業精密鑄造有限公司

　　專利名稱：低溫鑄鋼產品的熱處理裝置的制作方法

　　技術領域：

　　本實用新型涉及一種低溫鑄鋼產品的熱處理裝置，特別是針對可用于野外開采裝置上、能夠適于高強度、低溫等惡劣環境要求，具有超高硬韌性的耐磨低溫鑄鋼產品的熱處

　　理裝置。

　　背景技術：

　　磨損是許多工業部門普遍存在并成為引起裝置失效或材料破壞的一個重要原因， 同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴重。目前的技術現狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。一類是強調材料的高韌性，一類是強調材料的抗磨性。而無 法達到一個有效的統一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20%的高硬度共晶碳化物，具有優異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產成本高以及高溫熱處理易變形開裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵 碳化物硬度低，碳化物呈連續狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。針對現狀，解決提高淬透性和合金元素含量增加的矛盾，得到一種生產工藝簡單、 成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污染，同時保證在低溫環境中的良好工作，并在 多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄鋼已成為一項技術問題。同時人們也認識到提 供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應的熱處理工藝不僅是制造耐磨合金鑄鋼的 技術環節，同時，合理的熱處理工藝也將對耐磨合金鑄鋼的硬度和韌性等機械性能和減少 或消除應力具有積極的作用；改善合金元素在組織中的分布形式和存在形式，使合金成分 得到更有效的利用。而作為現代化企業的自動化要求，也應配以相對應的自動化裝置，以實 現上述熱處理工藝。

　　實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種低溫鑄鋼產品的熱處理裝置，其包括 熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理 系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐； 在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為 水溶性淬火液的淬火槽；還具有同所述淬火槽相連并為所述淬火槽提供淬火液的淬火介質 系統，其具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能，保證淬火液的連續和穩定 供應。本實用新型具有自動化程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證熱處理工藝的順利進行的優點，同時由于采用具有水溶性淬火液的淬火槽，也保證了環保 上的優勢。

　　圖1是本熱處理裝置的示意圖。

　　具體實施方式

　　本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熱處理裝置，其中所述鑄鋼的化學成分及其質量百分比為C 0. 27-0. 32 ；Mn 0. 70-0. 90 ；Si 0. 90-1. 30 ；Cr 1. 40-1. 80 ；Mo 0. 10-0. 20 ；Ni 0. 10-0. 20 ；Ti 0. 02-0. 03。其中各合金所具有的主要功能 為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低；硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性 和塑性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性；鉻(Cr)降低鋼的導熱性，能提高耐磨性；鉬(Mo)強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性；鎳(Ni)擴大奧氏體區，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力；鈦鐵(Ti)能強化鐵素體，脫氧和細化晶粒；針對上述耐磨合金鑄鋼進行熱處理的裝置為1、退火爐1 溫度可被設為850°C -900°C，停留時間可被設為3_5小時的退火爐1 ； 將所述耐磨合金鑄鋼8置于溫度為850°C -900°C退火爐1中，保溫3_5小時出爐，然后至于 第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優選的實施例采用退火爐是推桿式退火爐，例如RJT-150-8推桿式等溫退火爐， 其共分7個加熱區，各個加熱區溫度設定為850°C -90(TC。多個被預制成與退火爐1的尺寸 相適應的耐磨合金鑄鋼8工件依批次通過上述7個加熱區，而被加熱升溫，并依次連續的在 上述7個加熱區中保溫，以使得耐磨合金鑄鋼8在退火爐中獲得有效長度的保溫時間。加 熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證 工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制退火工序的目的，在上述的7個加熱區中 可以設有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對退火爐溫 度的及時調整。優選的，一、二、三、四、五加熱區采用TCW-32A三相調壓，六七區用數顯儀表 示溫度，每個區都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。耐磨合金鑄鋼8在保溫3-5小 時后出爐，然后至于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 溫度可被設為900°C 士 10°C，停留時間可被設為150分鐘 的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬火槽7 ；將前 述經過第一次空冷的耐磨合金鑄鋼8置于溫度控制在900°C 士 10°C的淬火爐2中保溫150 分鐘后取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3，耐磨合金鑄鋼8冷致300°C左右后被運出淬火槽7。優選的實施例采用鑄鏈板式淬火爐，由5個加熱區組成，各個加熱區溫度控制到900°C 士 10°C。工件保溫150分鐘后，自動置入淬火槽7，進行淬火。各個加熱區中可以設 有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對淬火爐溫度的及 時調整。優選的，各個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控。 另外，加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應， 以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優選的是配有PVAlO%，三已醇胺1%，苯 甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相 連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續和穩定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 耐磨合金鑄鋼8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監控裝置9檢測 工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為200_230°C，停留時間可被設為3_4小時的回火爐4 ；將 前述經過淬火的耐磨合金鑄鋼8置于溫度為到200-230°C的回火爐中4，保溫3_4小時取 出，然后至于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優選的采用網帶式回火爐由5個加熱區組成的，各個加熱區溫度升到 200-230°C，保溫3-4小時取出的進行空冷。加熱區的數量同樣基于上述原因可以選擇其他 的數量，而每個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控等溫度 監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述 耐磨合金鑄鋼的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述退火爐1的所述耐磨合金鑄鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸裝置A ；將出自所述退淬火爐2的所述耐磨合金鑄鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區域II處的第二運輸裝置B ；將所述耐磨合金鑄鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸裝置C。例如采用起吊裝置，輸送帶 等直線運輸裝置等。另外，本熱處理裝置在上述需要時間控制的區域還配有檢測所述耐磨合金鑄鋼停 留在上述爐中時間的計時裝置10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產 的高度自動化。即所述退火爐、淬火爐或回火爐可以設有檢測所述耐磨合金鑄鋼停留在上 述爐中的時間裝置。作為更進一步的改進，本熱處理裝置中還具有上位控制單元6，本系統中的退火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的 計時裝置10和溫度監控裝置9發出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控 制運輸系統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規模化的系統自動控制。上述熱處理裝置具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保 證熱處理工藝的順利進行、使所述耐磨合金鑄鋼達到所需的機械性能等特點。[0030]本實用新型所述鑄鋼經過上述裝置處理后，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強度:1200-1400MPa，延伸率δ 57-15%, V 型缺口沖擊韌性 Akv25_40J，硬度48_55HRC。并 適合用于在低溫環境中，如-20°C -0°C，與凍巖、凍土層接觸的工程機械裝置，適應在寒帶 環境中長期工作的要求。本實用新型中所揭示的多種功能結構及其實施例，均通過權利要求得到體現和保 護，任何根據本實用新型中所示的附圖和實施例所得到的啟示，均落入本實用新型所保護 的范圍之中。

　　權利要求一種低溫鑄鋼產品的熱處理裝置，其特征在于，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐；在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；還具有同所述淬火槽相連并為所述淬火槽提供淬火液的淬火介質系統，其具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能，保證淬火液的連續和穩定供應。

　　2.根據權利要求1所述的低溫鑄鋼產品的熱處理裝置，其特征在于所述退火爐、淬火 爐或回火爐可以設有檢測所述耐磨合金鑄鋼停留在上述爐中的時間裝置。

　　專利摘要一種低溫鑄鋼產品的熱處理裝置，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐；在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽，還具有同所述淬火槽相連并為所述淬火槽提供淬火液的淬火介質系統，其具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能，保證淬火液的連續和穩定供應。該裝置結構簡單、自動化程度高，經處理的耐磨合金鑄鋼可用于制造與凍巖、凍土層接觸的工程機械裝置。

　　文檔編號C21D1/26GK201560221SQ20092026640

　　公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月4日 優先權日2009年11月4日

　　發明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業精密鑄造有限公司

　　專利名稱：工程用低溫合金鋼的熔煉設備系統的制作方法

　　技術領域：

　　本實用新型涉及一種工程用低溫合金鋼的熔煉設備系統，特別是可用于野外多工

　　礦開采設備上、能夠適于高強度、以及低溫等惡劣環境要求，具有超高硬韌性的工程用低溫 合金鋼的熔煉設備系統。

　　背景技術：

　　磨損是許多工業部門普遍存在并成為引起設備失效或材料破壞的一個重要原因， 同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴重。 目前的技術現狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。 一類是強調材料的高韌性，一類是強調材料的抗磨性。而無 法達到一個有效的統一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20%的高硬度共晶碳化物，具有優異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產成本高以及高溫熔煉易變形開裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵碳 化物硬度低，碳化物呈連續狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。 針對現狀，得到一種生產工藝簡單、成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污 染，同時保證在低溫環境中的良好工作，并在多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄 鋼已成為一項技術問題。同時人們也認識到爐前孕育變質處理技術是提高鋼鐵液質量的有 力措施之一，它在一定程度上能夠彌補熔煉過程中的不足；熔煉、精煉和過濾技術是耐磨金 屬材料的生產關鍵技術，上述兩項技術對于能否實現本項目匹配合理化方案至關重要。因 此提供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應的熔煉工藝將是保證耐磨合金鑄鋼的 合金成分進而保證其機械性能的重要的制造技術環節。而作為現代化企業的自動化要求， 也應配以相對應的自動化設備，以實現上述熔煉工藝。

　　實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熔 煉設備系統其中所述新型耐磨合金鑄鋼的化學成分及其質量百分比為C :0. 27_0. 32 ;

　　Mn :0. 70-0. 90 ;Si :0. 90-1. 30 ;Cr :1. 40-1. 80 ;Mo :0. 10-0. 20 ;Ni :0. 10-0. 20 ;Ti : 0. 02-0. 03 ;所述熔煉設備系統包括 熔煉爐，置于爐內以監測所述熔煉爐內溫度的溫度監控裝置；可向所述熔煉爐中 投放材料的下料裝置；與上述裝置無線或有線相連的上位控制單元，所述上位控制單元可

　　以根據所獲得的溫度監控裝置傳送的溫度信號，對熔煉爐的溫度和下料裝置的工作作出控

　　制；與上位控制單元無線或有線相連的并設有熔劑的造渣裝置，以控制其向所述熔煉爐中

　　3投入所述熔劑進行造渣，所述造渣裝置中設有熔劑并可在所述下料裝置分別加入元素碳、 鉬鐵、鉻鐵、鎳、鈦鐵后，或在斷電出鋼液澆注前向所述熔煉爐中投入所述熔劑造渣；與上位 控制單元無線或有線相連的取樣分析裝置，以控制其對爐中的合金元素進行取樣分析并向 上位控制單元輸出結果，所述控制單元根據所述分析結果控制所述下料裝置裝入相應元素 直至達到相應元素的所述成分范圍；與上位控制單元無線或有線相連的脫氧裝置，以受控 向熔煉爐中加入脫氧劑以盡量減小鋼液中的含氣量，所述脫氧劑為0. 03-0. 06%的鋁，所述 脫氧裝置在所述下料裝置投入錳鐵之后投入所述脫氧劑。 經過本實用新型所提供的生產工藝簡單、成本低、污染小的熔煉設備系統可以有 效、優質得到所述耐磨合金鑄鋼，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強度1200-1400MPa，延 伸率S S7-15%， V型缺口沖擊韌性Akv25-40J，硬度48-55HRC。并適合用于在低溫環境

　　中，如-201: 01:，與凍巖、凍土層接觸的耐磨工程機械設備，適應在寒帶環境中長期工作

　　的要求。

　　圖1是本熔煉設備的示意圖。

　　具體實施方式

　　下面結合圖l來具體說明本實用新型，本實用新型提供一種與新型耐磨合金 鑄鋼相適用的熔煉設備系統，其所述鑄鋼的化學成分及其質量百分比為C:O. 27-0. 32;

　　Mn :0. 70-0. 90 ;Si :0. 90-1. 30 ;Cr :1. 40-1. 80 ;Mo :0. 10-0. 20 ;Ni :0. 10-0. 20 ;Ti : 0.02-0.03。其中各合金所具有的主要功能為 碳(C):碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低； 硅(Si):強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性

　　和塑性； 錳(Mn):提高強度，硬度和耐磨性； 鉻(Cr):降低鋼的導熱性，能提高耐磨性； 鉬(Mo):強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性； 鎳(Ni):擴大奧氏體區，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力； 鈦鐵(Ti):能強化鐵素體，脫氧和細化晶粒。 為得到上述耐磨合金鑄鋼，本實用新型提供了一與其相應的，并具有生產工藝簡 單、成本低、污染小特點的熔煉設備系統，其具體包括熔煉爐l，置于爐內以監測所述熔煉 爐內溫度的溫度監控裝置2，可向所述熔煉爐中投放材料的下料裝置3，以及與上述裝置相 連的上位控制單元8。 同時優選的，還可以具有與上位控制單元相連的并設有熔劑的造渣裝置4，以受控 向所述熔煉爐1中加入熔劑以形成熔渣；與上位控制單元相連的取樣分析裝置5，以受控對 熔煉爐1中的鋼液進行分析的取樣分析并向控制單元傳送數據結果；還有與上位控制單元 相連的脫氧裝置6，以受控向熔煉爐1中加入脫氧劑以盡量減小鋼液中的含氣量。 熔煉爐1優選的實施例是采用酸性的高頻或中頻感應電爐進行熔煉，并根據爐子1的容量大小來確定預裝量。在熔煉時首先在爐1中底部上由上位控制單元8控制造渣裝 置4撒上一層熔劑(厚度約10mm左右)，同時根據爐子的容量大小再裝料，應先裝入部分小 料后即可送電熔化，隨著爐料的熔化，應陸續裝入未裝完的爐料，為防止"架橋"(即阻塞) 現象，應做到"下緊上松"，并且在熔煉過程中應及時捅料，以便爐料的熔化，并及時由上位 控制單元8控制造渣裝置4撒上熔劑進行造渣，熔劑用量以覆蓋住整個熔池液面為準。 在本實用新型優選的實施例中，所述上位控制單元8可以根據所獲得的溫度監控 裝置2傳送的溫度信號，對熔煉爐1的溫度和下料裝置3的工作作出如下的控制 當所述溫度監控裝置2監測到所述熔煉爐1內熔煉鋼液升溫至1550-156(TC時，所 述下料裝置3分別加入元素碳、鉬鐵、鉻鐵、鎳、鈦鐵，對其攪拌后通過下料裝置3覆蓋上熔 劑造渣，然后繼續升溫； 當所述溫度監控裝置2監測到所述熔煉爐1內熔煉鋼液升溫至1570-1580°C時，所 述下料裝置3加入硅鐵； 然后控制取樣分析裝置5進行爐前取樣分析，分析儀器可優選的采用光譜儀，根 據取樣分析裝置5向上位控制單元所傳送的爐前化學成份，所述控制單元控制所述下料裝 置3再添補相應元素； 當所述溫度監控裝置2監測到所述熔煉爐1內熔煉鋼液升溫至1590-1600°C時，所 述下料裝置3加入錳鐵； 然后上位控制單元控制脫氧裝置6脫氧以盡量減小鋼液的含氣量，脫氧優選的為 鋁，其比例為0. 03-0. 06% ，并及時控制造渣裝置4撒上熔劑造渣；然后控制取樣分析裝置5 進行爐后取樣分析，并結合控制下料裝置3直至達到成份要求范圍為止； 當所述溫度監控裝置2監測到所述熔煉爐1內熔煉鋼液升溫至1610-1630°C時，所 述熔煉爐1斷電扒渣并出鋼液澆注。 根據優選實施例中介紹，由于采用酸性爐進行熔煉，同時通過控制單元根據溫度 監控裝置與一定鋼液的溫度相對應加入不同合金元素，因此使得貴重的重要合金元素的燒 損降到最低，例如最后加入的錳鐵的有效成分便得到最大的保護。這不僅使得整個熔煉過 程生產工藝簡單、污染小，同時生產成本也得到了有效的控制。另外，作為技術的進一步改 進，通過在適當步驟間進行熔劑造渣，排出了熔液中的雜質，熔煉產品的精度和合格品率更 加可靠和得以提高；又添加了爐前取樣分析(還可以進行爐中取樣分析)，使得工藝過程更 加緊湊，生產效率和過程更加可靠，設備利用率高。 經本熔煉設備系統所得到的所述耐磨合金鑄鋼，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服

　　強度1200-1400MPa，延伸率S s7-15X，V型缺口沖擊韌性Akv25-40J，硬度48-55HRC。本

　　實用新型中的合金鑄鋼及其熔煉設備系統具有生產工藝簡單、成本低、強韌性高、淬透性

　　與淬硬性好且無污染的特點。所得到的合金鑄鋼適合用于在低溫環境中，如_20°C 0°C，

　　與凍巖、凍土層接觸的耐磨工程機械設備，適應在寒帶環境中長期工作的要求。 本實用新型中所揭示的實施例，將通過權利要求得到體現和保護，任何根據本實

　　用新型中所得到的啟示，均落入本實用新型所保護的范圍之中。

　　權利要求一種工程用低溫合金鋼的熔煉設備系統，其特征在于，包括熔煉爐，置于爐內以監測所述熔煉爐內溫度的溫度監控裝置；可向所述熔煉爐中投放材料的下料裝置；與上述裝置無線或有線相連的上位控制單元，所述上位控制單元可以根據所獲得的溫度監控裝置傳送的溫度信號，對熔煉爐的溫度和下料裝置的工作作出控制；與上位控制單元無線或有線相連的并設有熔劑的造渣裝置，以控制其向所述熔煉爐中投入所述熔劑進行造渣，所述造渣裝置中設有熔劑并可在所述下料裝置分別加入元素碳、鉬鐵、鉻鐵、鎳、鈦鐵后，或在斷電出鋼液澆注前向所述熔煉爐中投入所述熔劑造渣；與上位控制單元無線或有線相連的取樣分析裝置，以控制其對爐中的合金元素進行取樣分析并向上位控制單元輸出結果，所述控制單元根據所述分析結果控制所述下料裝置裝入相應元素直至達到相應元素的所述成分范圍；與上位控制單元無線或有線相連的脫氧裝置，以受控向熔煉爐中加入脫氧劑以盡量減小鋼液中的含氣量，所述脫氧劑為0.03-0.06％的鋁，所述脫氧裝置在所述下料裝置投入錳鐵之后投入所述脫氧劑。

　　2. 根據權利要求1所述的工程用低溫合金鋼的熔煉設備系統，其特征在于所述熔煉 爐是酸性的高頻或中頻感應電爐。

　　專利摘要工程用低溫合金鋼的熔煉設備系統，包括熔煉爐，溫度監控裝置，下料裝置，以及與上述裝置相連的上位控制單元；所述上位控制單元可以根據所獲得的溫度監控裝置傳送的溫度信號，對熔煉爐的溫度和下料裝置進行控制以達到上述成分和百分比，該系統還可具有造渣裝置、取樣分析裝置和脫氧裝置，以配合控制單元的工作。該系統設備簡單，控制可靠，生產成本低，污染小。

　　文檔編號C21C5/54GK201520798SQ20092026640

　　公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月4日 優先權日2009年11月4日

　　發明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業精密鑄造有限公司

　　專利名稱：工程用耐磨鋼的熱處理設備的制作方法

　　技術領域：

　　本實用新型涉及一種工程用耐磨鋼的熱處理設備，特別是針對可用于野外開采設 備上、能夠適于高強度、低溫等惡劣環境要求，具有超高硬韌性的耐磨工程用耐磨鋼的熱處 理設備。

　　背景技術：

　　磨損是許多工業部門普遍存在并成為引起設備失效或材料破壞的一個重要原因， 同時其也消耗了大量的能源和材料。由合金鑄鋼制造的各種工程挖掘機和裝載機斗齒、各 種耐磨輸送管道、各種破碎機錘頭和顎板、各種履帶板，由于處于高強度、惡劣氣候等工作 條件，其磨損情況更加嚴重。目前的技術現狀是一般材料的硬度和韌性是互相矛盾的性能指標，通常是硬度 高則韌性差，韌性高則硬度低。一類是強調材料的高韌性，一類是強調材料的抗磨性。而無 法達到一個有效的統一，尤其是在用于室外礦山開采、挖掘等工程機械上的應用。高錳鋼 的耐磨性是有條件的，而且其屈服強度低、易于變形；低、中合金耐磨鋼具有較好的強韌性， 低、中沖擊載荷下的耐磨性優于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的問題，耐磨性較差；高 鉻鑄鐵組織中含有超過20%的高硬度共晶碳化物，具有優異的耐磨性，可是存在合金元素 含量高、生產成本高以及高溫熱處理易變形開裂的不足；普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵 碳化物硬度低，碳化物呈連續狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。針對現狀，解決提高淬透性和合金元素含量增加的矛盾，得到一種生產工藝簡單、 成本低、強韌性高、淬透性與淬硬性好且無污染，同時保證在低溫環境中的良好工作，并在 多工礦條件下中也能良好使用的耐磨合金鑄鋼已成為一項技術問題。同時人們也認識到提 供一種新的與耐磨合金鑄鋼的合金成分相適應的熱處理工藝不僅是制造耐磨合金鑄鋼的 技術環節，同時，合理的熱處理工藝也將對耐磨合金鑄鋼的硬度和韌性等機械性能和減少 或消除應力具有積極的作用；改善合金元素在組織中的分布形式和存在形式，使合金成分 得到更有效的利用。而作為現代化企業的自動化要求，也應配以相對應的自動化設備，以實 現上述熱處理工藝。

　　實用新型內容為解決上述技術問題，提供一種工程用耐磨鋼的熱處理設備，其包括熱處理系 統、運輸系統，上位控制單元；熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和 停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在淬火爐和回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停 留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽，和同淬火槽相連的淬火介質系統；在退 火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度 裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發出數據信號；上位控制單元可對淬火介質系統實 現自動化控制，同時其可根據時間和溫度裝置發出的數據信號，向所述熱處理系統和運輸 系統發出控制信號，調整所述耐磨合金鑄鋼在爐內的溫度和停留時間。[0006]本實用新型具有自動化程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證 熱處理工藝的順利進行的優點，同時由于采用具有水溶性淬火液的淬火槽，也保證了環保 上的優勢。

　　圖1是本熱處理設備的示意圖。

　　具體實施方式

　　本實用新型提供一種與新型耐磨合金鑄鋼相適用的熱處理設備，其中所述鑄 鋼的化學成分及其質量百分比為C 0. 27-0. 32 ；Mn 0. 70-0. 90 ；Si 0. 90-1. 30 ；Cr 1. 40-1. 80 ；Mo 0. 10-0. 20 ；Ni 0. 10-0. 20 ；Ti 0. 02-0. 03。其中各合金所具有的主要功能 為碳(C)碳含量越高，鋼的強度和硬度值增加，塑性和韌性值降低；硅(Si)強化鐵素體，提高抗拉強度和屈服強度，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性 和塑性；錳(Mn)提高強度，硬度和耐磨性；鉻(Cr)降低鋼的導熱性，能提高耐磨性；鉬(Mo)強化鐵素體，提高高溫性能，改善脆性；鎳(Ni)擴大奧氏體區，是奧氏體化的有效元素，提高強度而不顯著降低塑性，有 良好的耐腐蝕能力；鈦鐵(Ti)能強化鐵素體，脫氧和細化晶粒；針對上述耐磨合金鑄鋼進行熱處理的設備為1、退火爐1 溫度可被設為850°C -900°C，停留時間可被設為3_5小時的退火爐1 ； 將所述耐磨合金鑄鋼8置于溫度為850°C -900°C退火爐1中，保溫3_5小時出爐，然后至于 第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優選的實施例采用退火爐是推桿式退火爐，例如RJT-150-8推桿式等溫退火爐， 其共分7個加熱區，各個加熱區溫度設定為850°C -90(TC。多個被預制成與退火爐1的尺寸 相適應的耐磨合金鑄鋼8工件依批次通過上述7個加熱區，而被加熱升溫，并依次連續的在 上述7個加熱區中保溫，以使得耐磨合金鑄鋼8在退火爐中獲得有效長度的保溫時間。加 熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證 工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制退火工序的目的，在上述的7個加熱區中 可以設有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對退火爐溫 度的及時調整。優選的，一、二、三、四、五加熱區采用TCW-32A三相調壓，六七區用數顯儀表 示溫度，每個區都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。耐磨合金鑄鋼8在保溫3-5小 時后出爐，然后至于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 溫度可被設為900°C 士 10°C，停留時間可被設為150分鐘 的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬火槽7 ；將前 述經過第一次空冷的耐磨合金鑄鋼8置于溫度控制在900°C 士 10°C的淬火爐2中保溫150分鐘后取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3，耐磨合金鑄鋼8冷致300°C左 右后被運出淬火槽7。優選的實施例采用鑄鏈板式淬火爐，由5個加熱區組成，各個加熱區溫度控制到 900°C 士 10°C。工件保溫150分鐘后，自動置入淬火槽7，進行淬火。各個加熱區中可以設 有溫度監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對淬火爐溫度的及 時調整。優選的，各個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控。 另外，加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應， 以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優選的是配有PVAlO%，三已醇胺1%，苯 甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相 連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續和穩定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 耐磨合金鑄鋼8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監控裝置9檢測 工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為200_230°C，停留時間可被設為3_4小時的回火爐4 ；將 前述經過淬火的耐磨合金鑄鋼8置于溫度為到200-230°C的回火爐中4，保溫3_4小時取 出，然后至于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優選的采用網帶式回火爐由5個加熱區組成的，各個加熱區溫度升到 200-230°C，保溫3-4小時取出的進行空冷。加熱區的數量同樣基于上述原因可以選擇其他 的數量，而每個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控等溫度 監控裝置9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述 耐磨合金鑄鋼的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述退火爐1的所述耐磨合金鑄鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸裝置A ；將出自所述退淬火爐2的所述耐磨合金鑄鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區域II處的第二運輸裝置B ；將所述耐磨合金鑄鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸裝置C。例如采用起吊裝置，輸送帶 等直線運輸裝置等。另外，本熱處理設備在上述需要時間控制的區域還配有檢測所述耐磨合金鑄鋼停 留在上述爐中時間的計時裝置10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產 的高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設備中還具有上位控制單元6，本系統中的退火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，優選的所述熱處理系統和運輸系統通過有線 或無線的形式同上位控制單元相連，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的計時裝置 10和溫度監控裝置9發出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控制運輸系 統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規模化的系統自動控制。上述熱處理設備具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證熱處理工藝的順利進行、使所述耐磨合金鑄鋼達到所需的機械性能等特點。本實用新型所述鑄鋼經過上述設備處理后，其抗拉強度1500-1800MPa，屈服強度:1200-1400MPa，延伸率δ 57-15%, V 型缺口沖擊韌性 Akv25_40J，硬度48_55HRC。并 適合用于在低溫環境中，如-20°C -0°C，與凍巖、凍土層接觸的工程機械設備，適應在寒帶 環境中長期工作的要求。本實用新型中所揭示的多種功能結構及其實施例，均通過權利要求得到體現和保 護，任何根據本實用新型中所示的附圖和實施例所得到的啟示，均落入本實用新型所保護 的范圍之中。

　　權利要求一種工程用耐磨鋼的熱處理設備，其特征在于，其包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，以及同熱處理系統和運輸系統相連的上位控制單元；所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽，同所述淬火槽相連并為所述淬火槽提供淬火液的具有特殊攪拌功能淬火介質系統；所述淬火介質系統同所述上位控制單元相連接，以實現自動化控制，保證淬火液的連續和穩定供應；在所述退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設有檢測所述耐磨合金鑄鋼在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發出數據信號；所述上位控制單元可根據所述時間和溫度裝置發出的數據信號，向所述熱處理系統和運輸系統發出控制信號，調整所述耐磨合金鑄鋼在爐內的溫度和停留時間。

　　2.根據權利要求1所述的工程用耐磨鋼的熱處理設備，其特征在于所述熱處理系統 和運輸系統通過有線或無線的形式同上位控制單元相連。

　　專利摘要一種工程用耐磨鋼的熱處理設備，包括熱處理系統和將所述耐磨合金鑄鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，以及同熱處理系統和運輸系統相連的上位控制單元；所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的退火爐、淬火爐、回火爐，在所述淬火爐和所述回火爐之間還具有可以設定冷卻溫度和停留時間的、置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽，同所述淬火槽相連的淬火介質系統；在退火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上設有時間裝置和溫度裝置；上位控制單元可根據所述時間和溫度裝置發出的數據信號，對上述系統進行自動化控制。該設備結構簡單、自動化程度高。

　　文檔編號C21D6/00GK201553761SQ20092026640

　　公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月4日 優先權日2009年11月4日

　　發明者王程懿 申請人:寧波市鄞州商業精密鑄造有限公司