一种破碎机锻头的调质工艺

技术领域

本发明涉及一种大型破碎机锻头的调质工艺，尤其是一种破碎机锻头的调质工艺。

背景技术

破碎机锻头是圆锥破碎机的重要组成部件，广泛的应用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎。破碎机锻头外部安装有高锰钢制成的动锥衬板，并与其衬板之间的空隙充灌有环氧树脂，内部安装有上下高铅青铜衬套，其工作环境相对恶劣，一方面随偏心轴套绕机器的中心线做旋转运动，同时还绕自己的轴线旋转，物料受到动锥和静锥的多次挤压和撞击而破碎，使得破碎机锻头受到的摩擦力矩和旋转力矩比较大。因此，破碎机锻头质量高低直接影响到设备工作效率和安全。

随着人们对生产效率的要求越来越高，一些大型甚至超大型的破碎机设备逐渐问世，其组成部件也越来越趋向于大型化。现有一种大型破碎机锻头，材质为34CrNiMo6，结构上外形有斜台，内腔有台阶孔，为满足其性能指标，这就要求其生产制造和热处理工艺更加严格和高效。因破碎机锻头本身结构特殊，锻造时内孔是盲孔，导致调质前内孔加工量大，一方面由于工件尺寸较大，整个工件截面尺寸上组织不均匀，另一方面由于工件本身结构中心有台阶孔，部分中心孔尺寸较小，使得钢锭内部缺陷外漏，内部台阶孔差异较大，使得各个部位尺寸不均匀，如采用水淬的方式，能最大限度挖掘材料的性能，但由于34CrNiMo6材质属于高淬透性材质，水淬时冷却速度过大，使得淬火时的组织应力和热应力增大，容易在边角和缺陷处引起应力集中而出现淬火裂纹，导致产品报废，因此水淬方式存在很高的风险；如采用油冷冷却，但油冷时间长冷却速度慢，会导致产品性能不合格，同时也会使材料的综合力学性能未能充分挖掘和体现，另外油冷作业时会产生油烟，不利于环保。

水溶性聚合物淬火液(PVP)的发明，符合淬火规律，同时也弥补水、油淬火介质的缺陷，以其安全性高、成本低和具备环保性等特性，使用范围已涵盖碳钢、高合金钢的模具钢、重大到几十吨的零件，逐步成为主流的淬火介质，为此我们提出了一种用PVP代替水或油对破碎机锻头进行冷却的调质工艺。

发明内容

本发明提供了一种破碎机锻头的调质工艺，解决了上述背景技术中提及的技术问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括如下三个阶段：

(1)淬火加热和保温阶段：破碎机锻头温度≤650℃装炉，≤100℃/h升至650-670℃，保温1-1.5h/100mm，结束后按≤100℃/h升至850-870℃，保温1.5-2h/100mm；

(2)淬火阶段：淬火时，将破碎机锻头用吊具吊起入水溶性聚合物淬火液，入水溶性聚合物淬火液后，保持破碎机锻头上下窜动≥30分，总计水溶性聚合物淬火液冷却时间≥60分钟；

破碎机锻头入水溶性聚合物淬火液前将水溶性聚合物淬火液温度调整至35-40℃，并全程循水溶性聚合物淬火液降温，控制全程水溶性聚合物淬火液温度≤50℃；

破碎机锻头在水溶性聚合物淬火液中冷却完毕后，出水溶性聚合物淬火液空冷15分钟用红外线测温枪测温，确保破碎机锻头最大壁厚表面温度≤300℃；

(3)回火阶段：出水溶性聚合物淬火液后装入回火炉中进行回火工艺，≤300℃点炉，在280-320℃，保温0.5-1h/100mm，以≤50℃/h升温至610-640℃，保温2.5-3h/100mm，保温结束后以≤40℃/h降温，至≤350℃出炉空冷。

优选的，水溶性聚合物淬火液为原液加入纯净水稀释，稀释后浓度为10％-15％的淬火介质。

优选的，在(2)淬火阶段，进行淬火前先进行预冷，自破碎机锻头全部出炉开始计时，直至全部没入水溶性聚合物淬火液中，预冷用时控制在≤3分钟。

本发明采用上述结构，具有以下的优点：

对破碎机锻头利用PVP冷却不仅能够达到工件要求硬度和性能性能，还克服了破碎机锻头执行水淬-油冷时出现裂纹的风险或执行油冷工艺时导致产品性能不合格的困境，同时有效避免了油冷作业时产生的油烟，满足大型破碎机锻头特殊结构的调质，安全性高、成本低、具备环保性。

附图说明

图1为本发明的调质工艺示意图。

图中，横坐标为t，代表时间，单位是小时；纵坐标为T，代表温度，单位是℃。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

实施例一

如图1所示，包括如下三个阶段：

(1)淬火加热和保温阶段：破碎机锻头温度≤650℃装炉，≤100℃/h升至650-670℃，保温1-1.5h/100mm，结束后按≤100℃/h升至850-870℃，保温1.5-2h/100mm；

(2)淬火阶段：淬火时，将破碎机锻头用吊具吊起入水溶性聚合物淬火液，进行淬火前先进行预冷，自破碎机锻头全部出炉开始计时，直至全部没入水溶性聚合物淬火液中，预冷用时控制在≤3分钟，入水溶性聚合物淬火液后，保持破碎机锻头上下窜动≥30分，总计水溶性聚合物淬火液冷却时间≥60分钟；

破碎机锻头入水溶性聚合物淬火液前将水溶性聚合物淬火液温度调整至35-40℃，并全程循水溶性聚合物淬火液降温，控制全程水溶性聚合物淬火液温度≤50℃；

破碎机锻头在水溶性聚合物淬火液中冷却完毕后，出水溶性聚合物淬火液空冷15分钟用红外线测温枪测温，确保破碎机锻头最大壁厚表面温度≤300℃；

(3)回火阶段：出水溶性聚合物淬火液后装入回火炉中进行回火工艺，≤300℃点炉，在280-320℃，保温0.5-1h/100mm，以≤50℃/h升温至610-640℃，保温2.5-3h/100mm，保温结束后以≤40℃/h降温，至≤350℃出炉空冷；

本申请的水溶性聚合物淬火液为原液加入纯净水稀释，稀释后浓度为10％-15％的淬火介质；

按本工艺热处理的破碎机锻头经硬度检验，硬度合格，在表皮取切向一拉三冲，性能符合技术要求，各性能具体数据见表1：

表1破碎机锻头硬度和性能结果表

材质为34CrNiMo6的破碎机锻头的材质成分见表2：

表2破碎机锻头34CrNiMo6材质成分要求表

在材质为34CrNiMo6的破碎机锻头取样，取样为一端表皮取切向，性能要求见表3：

表3破碎机锻头力学性能要求表

其中，上述的水溶性聚合物淬火液原液、纯净水以及工艺中提及的设备均是现有技术。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。