灰口铸铁的热处理+ M: _' n# @+ ^6 l+ H3 J* Y7 l6 z
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2 d K f5 ~" s2 K$ V( |" u% O灰口铸铁的热处理
) ~. ?9 e% I, t& q9 W 灰口铸铁中存在着大量的片状石墨,故机械性能很差,而热处理只能改变铸铁的基体组织,不能改变片状石墨的有害作用。这就是说,通过热处理来提高灰口铸铁的机械性能的效果不大。因此,生产中对灰口铸铁进行热处理的种类并不多,较常用的仅有以下几种。
& O: Q7 H. s6 Z4 K 一. 消除内应力退火
) ]. x$ j2 h' _+ N# H0 o 当铸件形状复杂,厚薄不均时,由于浇注后冷却过程中各部位的冷却速度不同,往往在铸件内部产生很大的应力。它不仅削弱了铸件的强度,而且在随后的切削加工之后,由于应力的重新分布而引起变形,甚至开裂。因此,对精度要求较高或大型、复杂的铸件(如机床床身、机架等)在切削加工之前,都要进行一次消除内应力的退火,有时甚至在粗加工之后还要进行一次。
2 o7 `- q) F6 u* c3 z 消除内应力退火通常是将铸件缓慢加热到500-560℃,保温一段时间(每10毫米截面保温一小时),然后以极缓慢的速度随炉冷至150-200℃后出炉。此时,铸件的内应力基本上被消除。 - S' l. D1 a M, p( r7 l9 m3 ?8 ^4 E
应当指出,若退火温度超过560℃或保温时间过长,会引起石墨化,使铸件的强度与硬度降低,是不适宜的。
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* `5 q' S* ^4 g0 l+ J; I 二. 消除部分白口的软化退火 # L. r q7 w+ m5 S7 m
铸件冷凝时,在表面或某些薄壁处,由于冷却速度较快,很容易出现白口组织,使铸件的硬度和脆性增加,造成切削加工的困难和使用时易剥落。此时就必须将铸件加热到共析温度以上,进行消除白口的软化退火。
: K$ c, R* i; ?$ V) o$ ~* r5 t" l 消除白口的软化退火,一般是把铸件加热到850-950℃,保温1-3小时,使共晶渗碳体发生分解,即进行第一阶段石墨化,然后又在随炉缓慢冷却过程中使二次渗碳体及共析渗碳体发生分解,即进行中间和第二阶段石墨化,待随炉缓冷到500-400℃时,再出炉空冷,这样就可获得铁素体或铁素体+珠光体基体的灰口铸铁,从而降低了铸件的硬度,改善了切削加工性。若采用较快的冷却速度,使铸件不发生第二阶段石墨化,则最终就获得珠光体基体的灰口铸铁,增加了铸件的强度和耐磨性。
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三. 表面淬火 # U3 M6 U4 M8 M4 e6 E" h
表面淬火的目的是提高灰口铸铁件的表面硬度和耐磨性。表面淬火的方法有高频感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火及接触电热表面淬火等。 9 v" h+ y' M1 f/ k
3 {, G5 e# G* c; b& a5 o1. 感应加热表面淬火 - D& ?0 j/ u$ `% j) C" \- L
原理:把工件放入由空心铜管绕成的感应器(线圈)中,感应器中通入一定频率的交流电以产生交变磁场,于是工件内就会产生频率相同、方向相反的感应电流。 ' @- F) ^9 R2 K' `6 ^1 U) f% Q9 d
分类:(按电流频率划分)
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; B \ ^( u9 hA. 高频感应加热:200-300KHz - B# ^/ j1 W1 Z* v
6 v ^* `2 C( P. X" r$ \& {B. 中频感应加热:500-10000Hz
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C. 工频感应加热:50Hz " B. t2 H$ I' p! y
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D. 超音频感应加热:20-40KHz ! u$ c0 p% V( g. P |+ Z
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2.火焰加热表面淬火
+ U& o0 h9 `! R2 B. P3 I5 _; A% T' T 它是以高温火焰为热源的一种表面淬火法。常用的火焰为乙炔-氧火焰(最高温度3200℃)或煤气-氧火焰(最高温度2000℃)。高温火焰将工件表面快速加热到淬火温度,再随即喷水快速冷却。
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3. 电热表面淬火 6 e. r0 z" z7 P- x, a% p+ }
原理:用一个电极与欲淬工件表面紧密接触,形成回路,通以低压(2-5V)大电流(400-750A)的交流电,以产生的电阻热将工件加热至淬火温度 |