目前球墨鑄鐵件得到了廣泛的應用,在汽車制造、航空航天等領域都有不小的需求。但剛生產出的鑄件都或多或少的存在著比較脆、受沖擊能力差的弱點,因此常常需要對球墨鑄鐵件進行熱處理,以達到消除鑄件內部由于熱脹冷縮造成的應力,減少機械加工后的變形,降低表面硬度,改善機械加工條件;改善其結晶組織,增強球狀碳結晶形成和穩定的作用。
一般的熱處理工藝包括:消除內應力的低溫退火;高溫石墨化退火;低溫石墨化退火;正火與回火;淬火與回火;等溫淬火等。 鑄件訂單網本文主要分析消除內應力的低溫退火和高溫石墨化退火。
1 、球墨鑄鐵消除內應力的低溫退火
球墨鑄鐵與灰口鑄鐵比較,容易產生較高的內應力,一般高1-2倍,與白口鑄鐵的內應力差不多。
消除內應力低溫退火的工藝過程是:將鑄鐵加熱到Ac1以下某一溫度,保溫一段時間,然后隨爐緩慢冷卻使鑄鐵完全過渡到穩性溫度范圍,至200-250℃即出爐空冷。
球墨鑄鐵具有較大的向心傾向性。在生產過程中常常由于化學成分選擇不當,球化劑加入量過多或孕育劑量不足而造成鑄件中出項大量的奧氏體或自由滲碳體;有時由于球墨鑄鐵中磷量過高或磷的嚴重偏析傾向,甚至在含磷量為0.05%時就會出現磷共晶。當自由滲碳體和磷共晶總量超過3%時,就使鑄件的機械性能變壞,加工困難。在這種情況下就必須采用高溫石墨化的方法來予以消除。球墨鑄鐵高溫石墨化退火的工藝是:將鑄鐵件加熱至Ac3+(30-50℃),保溫一段時間進行第一階段石墨化,然后根據對球墨鑄鐵基體要求的不同采用不同的冷卻方式。加熱溫度一般為900-960℃。保溫時間一般為1-4小時。
高溫石墨化以后的冷卻,則是根據對球墨鑄鐵基體的組織要求而定。如果要求獲得高韌
球墨鑄鐵消除內應力的傾向性與金屬基體有關,珠光體球墨鑄鐵比鐵素體基體為小。例如當退火溫度為600℃時,對于珠光體+鐵素體和鐵素體基體的球墨鑄鐵保溫15小時后可完全消除內應力。而對于珠光體基體的球墨鑄鐵,要完全消除內應力保溫時間長達63小時。但都比鋼的消除傾向大。
球墨鑄鐵消除內應力的傾向性與金屬基體有關,珠光體球墨鑄鐵比鐵素體基體為小。例如當退火溫度為600℃時,對于珠光體+鐵素體和鐵素體基體的球墨鑄鐵保溫15小時后可完全消除內應力。而對于珠光體基體的球墨鑄鐵,要完全消除內應力保溫時間長達63小時。但都比鋼的消除傾向大。
在保溫的前2-3小時內消除內應力的效果最為顯著。退火溫度愈高,則內應力消除的愈快,愈安全。
目前工廠一般按下述工藝進行:加熱速度控制在60-120℃/小時的范圍內。避免產生新的內應力。加熱溫度一般控制在550-650℃之間。對于珠光體基體的球墨鑄鐵,考慮到當加熱溫度超過600℃后,可能發生共析滲碳體的石墨化和;。所以加熱溫度適當降低為550-620℃為宜。保溫時間為2-8小時。然后隨爐緩冷(冷卻速度為30-60℃/小時)至200-250℃出爐空冷。采用該工藝退火,可消除鑄件中殘余應力之90-95%。
2、球墨鑄鐵的高溫石墨化退火
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