阅读说明：本技术 一种球状金属件的热处理工艺 (Heat treatment process of spherical metal piece ) 是由 陈新 韩长青 王国华 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：一种球状金属件的热处理工艺,包括以下步骤：将原料混合后进行熔炼,精炼脱硫、脱氧,浇注,经铸造成型后得到铸件；将铸件预热后进行预冷处理；淬火温度为700～760℃,淬火时间为10～12min,于180～220℃进行回火处理,回火时间为4～5h,冷却后得到内层；将原料混合后进行熔炼,浇注在内层的外周,成型后得到铸件,将铸件在900～1000℃预热30～50min,加热30～40min,保温2.5h,淬火温度为740～780℃,淬火时间为2～4h,升温至180～220℃进行回火处理,回火时间为2～3h。本发明可以避免因金属冷却不均匀而导致金属内部或者表面的应力发生变化从而使金属发生变形的现象。(A heat treatment process of a spherical metal piece comprises the following steps: mixing the raw materials, smelting, refining, desulfurizing, deoxidizing, pouring, and casting to obtain a casting; pre-cooling the casting after preheating; quenching at 700-760 ℃ for 10-12 min, tempering at 180-220 ℃ for 4-5 h, and cooling to obtain an inner layer; the method comprises the steps of mixing raw materials, smelting, pouring the mixture on the periphery of an inner layer, forming to obtain a casting, preheating the casting at 900-1000 ℃ for 30-50 min, heating for 30-40 min, keeping the temperature for 2.5h, quenching at 740-780 ℃, quenching for 2-4 h, heating to 180-220 ℃ and tempering for 2-3 h. The invention can avoid the phenomenon that the metal is deformed due to the change of the stress in the metal or on the surface caused by the uneven cooling of the metal.)

一种球状金属件的热处理工艺

技术领域

本发明涉及金属件热处理技术领域，特别是一种球状金属件的热处理工艺。

背景技术

金属件热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。所以，它是机械制造中的特殊工艺过程，也是质量管理的重要环节。目前金属件热处理工艺存在着金属变形量大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种球状金属件的热处理工艺，可以避免因金属冷却不均匀而导致金属内部或者表面的应力发生变化从而使金属发生变形的现象，所述回火的温度以及回火时间的控制，可以在保证性能的前提下，节约了能源消耗，降低生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种球状金属件的热处理工艺，包括以下步骤：

(1)将废钢、铬铁合金、稀土合金、生铁、锰锭、锌锭、硼砂、铁锭、钛锭、碳粉和硅粉混合后进行熔炼，精炼脱硫、脱氧，浇注，经铸造成型后，清理，得到铸件；

(2)将步骤(1)中得到的铸件在900～1000℃预热30～40min，然后加热40～50min，保温2.5h，然后在清水中进行预冷处理，预冷处理的时间为10～15min，清水的温度为35～45℃；

(3)将步骤(2)中预冷结束后的铸件放在盐水溶液中进行淬火处理，淬火温度为700～760℃，淬火时间为10～12min，将淬火后的铸件升温至180～220℃进行回火处理，回火时间为4～5h，然后冷却到室温后得到耐磨球内层；

(4)将镁粉、锂锭、铬锭、钨锭、钼锭、锶锭、锰锭、钴锭、钒锭混合后进行熔炼，精炼脱硫、脱氧，浇注在步骤(3)中得到耐磨球内层的外周，经铸造成型后，清理，得到铸件，然后将铸件在900～1000℃预热30～50min，然后加热30～40min，保温2.5h，然后在清水中进行预冷处理，预冷处理的时间为10～15min，清水的温度为35～45℃，接着放在盐水溶液中进行淬火处理，淬火温度为740～780℃，淬火时间为2～4h，将淬火后的铸件升温至180～220℃进行回火处理，回火时间为2～3h。

优选的，所述球状金属件包括耐磨球内层(1)和耐磨球外层(2)，耐磨球内层(1)的原料按重量份包括：废钢8-12份、铬铁合金10-15份、稀土合金5-7份、生铁4-6份、锰锭4-8份、锌锭5-7份、硼砂2-6份、铁锭2-4份、钛锭3-5份、碳粉3-5份、硅粉4-6份；耐磨球外层(2)的原料按重量份包括：镁粉12-14份、锂锭3-5份、铬锭2-4份、钨锭4-8份、钼锭3-7份、锶锭3-7份、锰锭5-7份、钴锭3-6份、钒锭6-8份、纳米改性剂1-3份；所述纳米改性剂为纳米碳化钛和纳米碳化钨的组合物。

优选的，纳米碳化钛和纳米碳化钨的摩尔比为2：5。

优选的，所述耐磨球内层(1)的原料按重量份包括：废钢10份、铬铁合金13份、稀土合金6份、生铁5份、锰锭6份、锌锭6份、硼砂4份、铁锭3份、钛锭4份、碳粉4份、硅粉5份。

优选的，所述耐磨球外层(2)的原料按重量份包括：镁粉13份、锂锭4份、铬锭3份、钨锭6份、钼锭5份、锶锭5份、锰锭6份、钴锭5份、钒锭7份、纳米改性剂2份。

本发明通过改变传统的一次性熔融，浇注等处理方式，通过将耐磨球分为内层和外层进行分步地浇注，不仅可以有效的降低生产成本，且通过改变内外层的原料，使得耐磨球的内外层具有不同的性能，内层在使用过程中，其抗冲击性和硬度要求高，外层在使用过程中，耐热性和韧性要求高。本发明提供了一种金属件热处理工艺，可以避免因金属冷却不均匀而导致金属内部或者表面的应力发生变化从而使金属发生变形的现象，所述回火的温度以及回火时间的控制，可以在保证性能的前提下，节约了能源消耗，降低生产成本。采用此种防锈工艺，具有防锈效果好、耐腐蚀性好的优点，市场潜力巨大，前景广阔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种球状金属件，包括耐磨球内层(1)和耐磨球外层(2)，耐磨球内层(1)的原料按重量份包括：废钢8份、铬铁合金10份、稀土合金5份、生铁4份、锰锭4份、锌锭5份、硼砂2份、铁锭2份、钛锭3份、碳粉3份、硅粉4份；耐磨球外层(2)的原料按重量份包括：镁粉12份、锂锭3份、铬锭2份、钨锭4份、钼锭3份、锶锭3份、锰锭5份、钴锭3份、钒锭6份、纳米改性剂1份，所述纳米改性剂为纳米碳化钛和纳米碳化钨的组合物，纳米碳化钛和纳米碳化钨的摩尔比为2：5。

上述耐热高强度耐磨球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废钢、铬铁合金、稀土合金、生铁、锰锭、锌锭、硼砂、铁锭、钛锭、碳粉和硅粉混合后进行熔炼，精炼脱硫、脱氧，浇注，经铸造成型后，清理，得到铸件；

(2)将步骤(1)中得到的铸件在900～1000℃预热30～40min，然后加热40～50min，保温2.5h，然后在清水中进行预冷处理，预冷处理的时间为10～15min，清水的温度为35～45℃；

(3)将步骤(2)中预冷结束后的铸件放在盐水溶液中进行淬火处理，淬火温度为700～760℃，淬火时间为10～12min，将淬火后的铸件升温至180～220℃进行回火处理，回火时间为4～5h，然后冷却到室温后得到耐磨球内层；

(4)将镁粉、锂锭、铬锭、钨锭、钼锭、锶锭、锰锭、钴锭、钒锭混合后进行熔炼，精炼脱硫、脱氧，浇注在步骤(3)中得到耐磨球内层的外周，经铸造成型后，清理，得到铸件，然后将铸件在900～1000℃预热30～50min，然后加热30～40min，保温2.5h，然后在清水中进行预冷处理，预冷处理的时间为10～15min，清水的温度为35～45℃，接着放在盐水溶液中进行淬火处理，淬火温度为740～780℃，淬火时间为2～4h，将淬火后的铸件升温至180～220℃进行回火处理，回火时间为2～3h。

实施例2

一种球状金属件，包括耐磨球内层(1)和耐磨球外层(2)，耐磨球内层(1)的原料按重量份包括：废钢10份、铬铁合金13份、稀土合金6份、生铁5份、锰锭6份、锌锭6份、硼砂4份、铁锭3份、钛锭4份、碳粉4份、硅粉5份；耐磨球外层(2)的原料按重量份包括：镁粉13份、锂锭4份、铬锭3份、钨锭6份、钼锭5份、锶锭5份、锰锭6份、钴锭5份、钒锭7份、纳米改性剂2份，所述纳米改性剂为纳米碳化钛和纳米碳化钨的组合物，纳米碳化钛和纳米碳化钨的摩尔比为2：5。

具体制备方法同具体实施例一。

实施例3

一种球状金属件，包括耐磨球内层(1)和耐磨球外层(2)，耐磨球内层(1)的原料按重量份包括：废钢12份、铬铁合金15份、稀土合金7份、生铁6份、锰锭8份、锌锭7份、硼砂6份、铁锭4份、钛锭5份、碳粉5份、硅粉6份；耐磨球外层(2)的原料按重量份包括：镁粉14份、锂锭5份、铬锭4份、钨锭8份、钼锭7份、锶锭7份、锰锭7份、钴锭6份、钒锭8份、纳米改性剂3份，所述纳米改性剂为纳米碳化钛和纳米碳化钨的组合物，纳米碳化钛和纳米碳化钨的摩尔比为2：5。

具体制备方法同具体实施例一。

本发明通过改变传统的一次性熔融，浇注等处理方式，通过将耐磨球分为内层和外层进行分步地浇注，不仅可以有效的降低生产成本，且通过改变内外层的原料，使得耐磨球的内外层具有不同的性能，内层在使用过程中，其抗冲击性和硬度要求高，外层在使用过程中，耐热性和韧性要求高。本发明提供了一种金属件热处理工艺，可以避免因金属冷却不均匀而导致金属内部或者表面的应力发生变化从而使金属发生变形的现象，所述回火的温度以及回火时间的控制，可以在保证性能的前提下，节约了能源消耗，降低生产成本。采用此种防锈工艺，具有防锈效果好、耐腐蚀性好的优点，市场潜力巨大，前景广阔。