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：1765    喜歡：0

我國“十一五”期間海外投資開發的五大重點項目之一，也是中國有色礦業集團在海外投資的最大項目。回轉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國內沒有現成的資料和經驗可作為依據。如何改善鑄件毛坯中的粗大鑄態組織，做好預備熱處理和最終熱處理工藝的結合，是獲得良好的內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，取得了良好的經濟效益。

回轉窯大型厚壁鑄件

1.工藝方案的選擇

（1）鑄后正火、回火代替鑄后退火

為保證托輪的內在質量和工藝的經濟性，對這種毛坯重達33t的大型壁厚（700mm）鑄件，如采用鑄后常規退火工藝，不但占用熱處理爐爐冷時間長，鑄態粗大組織很難改善。根據我們多年的生產實踐經驗，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，這使粗大的鑄態組織得以改善，經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達不到壓痕深度，在工件表面上就會出現凹坑。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，既保證硬度檢側的準確性，又保證工件的表面質量。

4.熱處理工藝實施結果

托輪的材質為ZG42CrMo，熱處理工藝參數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品件二次正火、回火后硬度檢測結果分析，該熱處理工藝參數、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。

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