大型厚壁鑄鋼件托輪熱處理工藝

2019-02-22 00:00:00    來源：高中頻感應加熱設備    點擊：1651    喜歡：0

我國“十一五”期間海外投資開發(fā)的五大重點項目之一，也是中國有色礦業(yè)集團在海外投資的最大項目?；剞D(zhuǎn)窯中的托輪選用大型鑄鋼件，如附圖所示。托輪的尺寸為：Φ2200/Φ800mm×1020mm，凈重27000kg，材質(zhì)是ZG42CrMo，圖樣要求正火、回火，精加工后硬度≥205HBW，力學性能同時滿足JB/T6402-2006標準要求。

這種大型的厚壁鑄件熱處理工藝參數(shù)國內(nèi)沒有現(xiàn)成的資料和經(jīng)驗可作為依據(jù)。如何改善鑄件毛坯中的粗大鑄態(tài)組織，做好預備熱處理和最終熱處理工藝的結(jié)合，是獲得良好的內(nèi)在組織及表面硬度的關鍵。嘗試選擇正火、回火代替鑄件常規(guī)的退火工序，利用正火、回火后余熱切割冒口，明顯的改善了粗大的鑄態(tài)組織。采用兩次正火、回火工藝，使大型的厚壁鑄件的表面硬度和力學性能達到了圖樣要求，取得了良好的經(jīng)濟效益。

回轉(zhuǎn)窯大型厚壁鑄件

1.工藝方案的選擇

（1）鑄后正火、回火代替鑄后退火

為保證托輪的內(nèi)在質(zhì)量和工藝的經(jīng)濟性，對這種毛坯重達33t的大型壁厚（700mm）鑄件，如采用鑄后常規(guī)退火工藝，不但占用熱處理爐爐冷時間長，鑄態(tài)粗大組織很難改善。根據(jù)我們多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，采用了鑄后正火、回火代替鑄后退火，這樣既有利于改善鑄態(tài)組織，使晶粒細化、分布均勻，又有利于切割冒口，防止在切割冒口時出現(xiàn)裂紋等缺陷。

（2）最終熱處理采用二次正火、回火

在鑄后進行一次正火、回火，正火后進行風冷，冷卻速度遠大于退火時爐冷速度，這使粗大的鑄態(tài)組織得以改善，經(jīng)粗車超聲波探傷合格后，進行最終的二次正火、回火。這次正火時，把鑄件吊下臺車進行風冷，使托輪表面硬度達到圖樣上的要求硬度≥205HBW，力學性能也滿足JB/T6402-2006標準要求。

2.化學成分要求

為滿足托輪表面硬度要求，對托輪的鑄件化學成分提出冶煉要求，合金元素及碳含量應在中上限，有利于提高鑄件的淬硬性和淬透性，以便保證熱處理后力學性能達到圖樣要求。

3.合理選擇檢測設備

對托輪的表面硬度檢測設備提出嚴格要求，常規(guī)檢測粗車后的硬度使用的是錘擊硬度計，如在精車后就不可使用這種方法，原因是加工余量已經(jīng)達不到壓痕深度，在工件表面上就會出現(xiàn)凹坑。我們選擇了里氏硬度計（G頭）對托輪在精車后進行硬度檢測，既保證硬度檢側(cè)的準確性，又保證工件的表面質(zhì)量。

4.熱處理工藝實施結(jié)果

托輪的材質(zhì)為ZG42CrMo，熱處理工藝參數(shù)的選擇主要是確定正火、回火溫度及保溫的時間，在加熱的過程中，選擇臺階式加熱方法，在350℃、650℃都留有臺階保溫，最終加熱到870～890℃，保溫時間為整個鑄件透熱，回火溫度是630℃。

二次正火風冷時，一定吊下臺車爐冷卻，使整個鑄件冷卻均勻，才可保證表面硬度均勻，沒有軟點。熱處理后經(jīng)半精加工后的硬度檢測如附表所示。

硬度檢測值（HBW）

通過對托輪工藝試驗及實際產(chǎn)品件二次正火、回火后硬度檢測結(jié)果分析，該熱處理工藝參數(shù)、裝爐方式及冷卻方式合理可行。二次正火、回火，半精加工后硬度完全達到圖樣要求，且硬度分布較均勻。

5.結(jié)語

通過對24件托輪的熱處理工藝的實施，取得了良好效果，力學性能全部滿足了圖樣要求。

（1）對于大型厚壁鑄件托輪，采用一次正火、回火代替鑄后退火工藝合理可行，有效地改善了粗大的鑄態(tài)組織，細化了晶粒，滿足超聲波探傷的要求，并為二次正火、回火提供了良好的組織基礎。

（2）對于大型厚壁鑄件托輪的檢測，選用正確的檢測設備是關鍵。

（3）對于大型厚壁鑄件托輪，二次正火吊下風冷，是托輪表面硬度達到圖樣要求的重要一環(huán)。

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