(4)轧制成型后的钢球应立刻被送入相应的热处理设备进行淬火和回火处理,这样才能让钢球均匀并且获得很高的硬度; 1.4轧制钢球的热处理工艺 热处理
(4)轧制成型后的钢球应立刻被送入相应的热处理设备进行淬火和回火处理,这样才能让钢球均匀并且获得很高的硬度;
1.4轧制钢球的热处理工艺
热处理工艺的不断完善进步历经了很长时间的改革,逐步发展着。其实在很久以前,古欧洲地区便已经出现经过热处理的原始铁器[19]。最早的热处理理论的出现是在1868年[20]。到了上个世纪后半期,通过对热处理机制的进一步探究,人们相继发现了等温淬火、二次淬火、形变热处理等不同热处理方法[21]。在处理钢的过程中,热处理工艺要求把钢材加热到指定的温度,按规定的时间进行保温,然后再冷却,让钢材通过组织的变化来达到一个理想性能的一种工艺[22]。
磨球是球磨机中不可缺少的研磨介质,在把物体连续地被磨成粉末时,需要磨球有很好的抗磨性。一般来说,我们认为球的抗磨性与其自身的体积硬度有关,硬度越高,磨球越难被磨损。不管哪个类型的磨球,它的微观组织决定着它的硬度大小,为了获得我们想要的微观组织,我们就需要对磨球采用相应的热处理方案。因此,有必要在球的生产中设计合理的热处理方案,使球获得整体性能,一是整体硬度高,另一为高抗断裂性。
(热)轧制球热处理工艺一般有两种,一种(热)轧制后的加热淬火工艺,二是二次加热淬火工艺。总的来说,我们希望球处理后的组织是马氏体的,但事实上因为不同的化学成分和生产磨球的材料的尺寸不同,在球的不同部位的组织是也是有区别的。对于一些较大规格的球,其心部附近的马氏体的数量很少,甚至没有出现,使其硬度低。当材料的淬透性和对比赛的大小球的大小,球的结构可以改变成一个均匀的淬火马氏体,从表面的硬度到心部都能维持在一个高的水准,并且转变幅度小。
考虑到磨球的需求量很大,对生产效率有着很高要求,所以对淬火方法尤其考究,一般选择连续淬火工艺。可以用水来作为淬火介质,对于不同种类大小的球,所需的水温和水的时间是不一样的。为了尽量减少磨球生产流中产生的内应力,我们还需要对它进行回火处理。加热淬火生产出来的球可以放到回火炉内进行回火。近年来,对奥氏体球的铸造生产(CADI)采用低温盐浴等温淬火,奥氏体和贝氏体的混合结构具有高强度、高韧性和良好的耐磨性,受到了广泛的关注[23-25]。
1.4.1磨球(热)轧后余热热处理
(热)轧制后余热热处理主要指的是余热淬火,它的几项重要热出理参数有入水温度、水温和水中时间,球在水中淬火时移动主要是通过滚轮或螺旋装置来完成的。滚轧(热轧)后的余热处理因其生产成本低、生产效率高而被广泛应用于磨球热处理中。生产过程中,因为磨球加热温度比较高,加热完成后球表面红热严重,所以我们要进行空冷处理,当磨球温度降到规定的数值时,再放入水中淬火,通过特殊的仪器来控制淬火时间,时间的长短是由水的温度,进入水时磨球的温度,生产磨球材料的淬透性来确定的。本文选择这种热处理方法的目的是为了减少热应力,并避免不同的时机的核心和研磨球的表面的转化,并减少开裂的倾向。另一点要注意的是,在发展磨球热处理过程中,我们还必须充分考虑淬火过程中淬火温度场的变化和淬透性的材料对球体的渗透程度和其他因素。
滚锻和其它类型的磨球由于生产工艺的不同,热处理方法存在一定的差异,尤其是在磨球加热设备和加热方式上有所不同。不同的加热设备在输出功率、有效加热面积和温度均匀性等方面有不同的影响。对于锻造的一些较大规格的球,主要采用天然气炉上的初棒材料加热。这种电炉具有加热速度快、氧化效率高、加热和加热少等特点[26]。在实验研究中,箱式电阻炉的主要用途,该装置加热速度比较慢,而且容易导致表面氧化脱碳,但温度控制非常准确。