灰铸铁要经过热处理才能生产出符合标准的铸件产品。那么,铸造厂是怎样对灰铸铁进行热处理的呢?据行业人士介绍,铸造厂一般通过退火、正火、淬火与回火等方式进行热处理,以下为详细情况。

  退火

  1.去应力退火 为了消除铸件的残余应力,稳定其几何尺寸,减少或消除切削加工后产生的畸变,需要对铸件进行去应力退火。

  去应力退火温度的确定,必须考虑铸铁的化学成分。普通灰铸铁当温度起过550℃时,即可能发生部分渗碳体的石墨化和粒化,使强度和硬度降低。当含有合金元素时,渗碳体开始分解的温度可提高到650℃左右。

  通常,普通灰铸铁去应力退火温度以550℃为宜,低合金灰铸铁为600℃,高合金灰铸铁是可提高到650℃,加热速度一般选用60~120℃/h.保温时间决定于加热温度、铸件的大小和结构复杂程度以及对消除应力程度的要求。 铸件去应力退火的冷却速度必须缓慢,以免产生二次残余内应力,冷却速度一般控制在20~40℃/h,冷却到200~150℃以下,可出炉空冷。

  一些灰铸铁件的去应力退火规范示于表1.

  2.石墨化退火 灰铸铁件进行石墨化退火是为了降低硬度,改善加工性能,提高铸铁的塑性和韧性。

  若铸件中不存在共晶渗碳体或其数量不多时,可进行低温石墨化退火;当铸件中共晶渗碳体数量较多时,须进行高温石墨化退火。

  (1)低温石墨化退火,铸铁低温退火时会出现共析渗碳体石墨化与粒化,从而使铸件硬度降低,塑性增加。

  灰铸铁低温石墨化退火工艺是将铸件加热到稍低于Ac1下限温度,保温一段时间使共析渗碳体分解,然后随炉冷却。

  (2)高温石墨化退火,高温石墨化退火工艺是将铸件加热至高于Ac1上限以上的温度,使铸铁中的自由渗碳体分解为奥氏体和石墨,保温一段时间后根据所要求的基体组织按不同的方式进行冷却。

  正火

  灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、硬度和耐磨性,或作为表面淬火的预备热处理,改善基体组织。一般的正火是将铸件加热到Ac上限+30~50℃,使原始组织转变为奥氏体,保温一段时间后出炉空冷。形状复杂的或较重要的铸件正火处理后需再进行消除内应力的退火。如铸铁原始组织中存在过量的自由渗碳体,则必须先加热到Ac1上限+50~100℃的温度,先进行高温石墨化以消除自由渗碳体在正火温度范围内,温度愈高,硬度也愈高。因此,要求正火后的铸铁具有较高硬度和耐磨性时,可选择加热温度的上限。

  正火后冷却速度影响铁素体的析出量,从而对硬度产生影响。冷速愈大,析出的铁素体数量愈少,硬度愈高。因此可采用控制冷却速度的方法)(空冷、风冷、雾冷),达到调整铸铁硬度的目的。

  淬火与回火

  1.淬火 铸铁淬火工艺是将铸件加热到Ac1上限+30~50℃的温度,一般取850~900℃,使组织转变成奥氏体,并在此温度下保温,以增加碳在奥氏体中的溶解度,然后进行淬火,通常采用油淬。

  对于形状复杂或大型铸件应缓慢加热,必要时可在500~650℃预热,以避免不均匀加热而造成开裂。

  随奥氏体化温度升高,淬火后的硬度越高,但过高的奥氏体化温度,不但增加铸铁变形和开裂的危险,并产生较多的残留奥氏体,使硬度下降。

  灰铸铁的淬透性与石墨大小、形状、分布、化学成分以及奥氏体晶粒度有关。

  石墨使铸铁的导热性降低,从而使它的淬透性下降,石墨越粗大,越多,这种影响越大。

  2.回火 为了避免石墨化,回火温度一般应低于550℃,回火保温时间按t=[铸件厚度(mm)/25]+1(h)计算。

  3.等温淬火 为了减小淬火变形,提高铸件综合力学性能,凸轮、齿轮、缸套等零件常采用等温淬火。

  等温淬火的加热温度和保温时间与常规淬火工艺相同。

  复习前课

  铸铁的分类(P89~90)

  §4-6工程铸铁

2017年10月16日

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