生产工艺：连续冷却贝氏体球墨铸铁磨球的制造技术及性能分析

可以采用电炉冶炼，也可以采用冲天炉冶炼。将熔化的铁液进行球化处理，处理温度为1400～1450℃。用稀土硅铁镁合金作球化剂、含75%硅的硅铁作孕育剂。浇注时间在15min以内结束。

热处理是在电炉中进行。加热温度在850～900℃之间，保温后，在密度为1．05～1．2的水溶液中淬火。冷却至室温后，在200℃保温2h进行回火。

力学性能试样取自Y形标准试块，测定抗拉强度、硬度和冲击韧度等值。用X射线衍射仪测定金相组织中的残余奥氏体含量，用光学金相显微镜观察磨球的石墨球化级别和单位面积上的石墨球数，以及基体组织。磨球冲击疲劳试验是在专用磨球落下试验机上进行，落下高度为3．4m。

图12-28和图12-29是这种连续冷却贝氏体球墨铸铁磨球生产数据处理后的正态分布曲线。由图12-28可以看出，贝氏体球墨铸铁磨球冲击韧度的生产现场数据不如实验室数据，但比中锰球墨铸铁磨球要好；由图12-29可以看出，贝氏体球墨铸铁磨球的硬度值，无论是实验室数据，还是生产现场数据均比中锰球墨铸铁磨球的好。并且，生产现场的数据比实验室数据更好，这可能与铸型冷却速度较快有关。

图12-28　冲击韧度正态分布曲线

1—实验室数据；2—生产现场数据；3—中锰球墨铸铁数据

图12-29　硬度值正态分布曲线

1—实验室数据；2—生产现场数据；3—中锰球墨铸铁数据

磨球的冲击疲劳性能的评价方法是以被测磨球上剥落大于30mm为磨球失效的尺度。3个磨球失效即停止试验。上述3个落球次数的平均值及剥落长度的平均值即为该磨球初级疲劳性能指标，此试验简称落球试验。

落球实验装置见图12-30，实验结果见表12-4。数据表明，新型贝氏体球墨铸铁磨球冲击疲劳性能远远高于中锰球墨铸铁磨球，也优于高铬铸铁磨球。相当于中锰球墨铸铁磨球寿命的8倍及高铬铸铁磨球的1．5～2倍。

表12-4　各类磨球落下实验对比(www.xing528.com)

图12-30　试验磨球疲劳冲击强度的落球装置示意图

磨球的力学性能试验结果见表12-5。经数理统计处理后平均值如下：n=18冲击值=15．5J/cm2，方差σaK=0．243J/cm2，硬度=51．8，方差σHRC=2．38。这些性能可以满足磨球的使用性能要求。

根据国标《中锰抗磨球墨铸铁技术条件》 （GB3180—82），中锰球墨铸铁冲击值为7．85～8．83J/cm2，相应硬度41～44HRC，可见这种贝氏体球墨铸铁磨球性能优于中锰球铁的性能。

耐磨性试验是在MLS—23湿砂橡胶轮磨损试验机上进行，结果见表12-6。试验条件：转速240r/min，新会砂40/70目，载荷7kg。

表12-5　新型贝氏体磨球的硬度及冲击值

表12-6　不同磨球材质磨损试验结果

综上所述，新型贝氏体球墨铸铁冲击值是中锰球墨铸铁国标规定上限的1．7倍，硬度是1．2倍。在湿磨条件下45号热轧钢、中锰球墨铸铁、新型贝氏体球墨铸铁的耐磨系数比为1∶1．5∶2。