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铸铁件冷却正火液及其冷却正火方法

铸铁件冷却正火液及其冷却正火方法


      铸铁生产为获得珠光体,普遍使用空冷、风冷、喷雾冷却正火,其冷却速度缓慢,冷却均匀性差,带来诸多不利:1、珠光体晶团粗大,片距粗细不均匀,多形成粗大片状珠光体和细片状珠光体组织,难于控制珠光体的含量、形态和分布,不利于强度、韧性、耐磨性和疲劳抗力的进一步提高;2、珠光体量不稳定,含量偏低,难于不效控制先共析铁素体的形态、分布和数量,形成分布不均匀的铁素体,不利于产品技术条件对组织的要求;3、大截面铸件和形态复杂铸件内部组织不均匀,厚壁处心部组织难于达到技术条件要求;4、冷却不均匀,形态复杂和长轴杆状零件在风冷、喷雾冷却时发生变形;5、大截面铸件和大量产品的堆冷,易在奥化体晶界形成共析石墨,引起强度、塑性和韧性和韧性的降低等。以mn、mo、cr、ni、cu等元素合金化有积极作用,仍不够彻底,也带来新问题,如增加难溶碳化物含量,影响塑性、韧性及机加工性能,提高铸件的成本,由于珠光体铸件的强韧性、耐磨性、疲劳抗力等提出更新、更高的要求,高质量、低成本的市场竞争迫切需要铸造热处理行业圆满解决上述问题。材料科学家的研究证明:珠光体片距离细小,愈均匀、强度、塑韧性、耐磨性、疲劳抗力呈同步上升。理想的珠光体铸铁组织是渗碳体片距均匀的细珠光体,该珠光体是指细片状珠光体或索氏体或屈氏体,或含有碎块等量分布的先共析铁素体,该组织具有最佳的综合机械性能,获得上述或屈氏体,或含有碎块等量分布的先共析铁素体,该组织具有最佳的综合机械性能,获得上述珠光体的正火方法称为“理想正火”。现有的铸铁热处理工艺方法只有退火、淬火,高温回火(调质处理或等温淬火)能达到这一要求,其能耗高、周期长、工艺繁琐,生产中很少使用。

    如何在实际生产中采用简便、经济、高效、可靠而且接近于理想正火效果的正火液及其方法,获得细珠光体,同时可根据产品技术条件的要求,对细珠光体和先共析铁素体的形态、含量和分布以及细化程度作有效的工艺控制,成为热处理工作者追求的目标。   

    本发明的目的在于提供一种铸铁冷却正火液及其冷却正火方法,代替空气介质,提高正火冷却速度和冷却的均匀性,克服空气介质正火的不足,达到调质处理的组织和性能水平,补加高温回火,使珠光体组织更均匀,机械性能更优越,获得接近于“理想正火”的效果。 

    本发明的目的是通过如下途径实现的:铸铁件冷却正火液。该水液的重量百分比浓度,根据不同的产品,不同的用途,使用原液加水2——8倍,铸铁件冷却正火液的冷却正火方法,其特征在于将铸铁件放入正火液中冷却,其使用温度范围0℃---100℃,冷却时间从1秒——2小时。 

    本发明冷却正火液无色无毒洁净,冷却特性稳定,使用寿命长久。正火液用于铸铁正火,取代空冷、风冷、喷雾冷却,适于奥氏体加热正火、铸热正火和退火余热正火。使铸铁冷却更快、更均控制珠光体,先共析铁素体的含量、分布和形态,获得细珠光体组织,亦可获得细珠光体与分布均匀的先共析铁素体复合组织,令正火组织弥散、均匀、细化、减少或消除正火变形,提高正火质量、改善综合机械性能。用正火的方法基本达到调质的组织和性能,取得接近于理想的正火效果。

    本发明能用于铸铁和一部分钢种的奥氏体化加热正火,可用于铸铁退火余热正火,其用于可锻铸铁退火余热正火时,可获得高强度、高韧性的珠光体可锻铸铁,节能增效显著。可用于高合金铸铁、高合金钢热处理,代替风冷淬火,成本显著降低,质量显著提高。部分低合金钢退火余热正火,降低热处理成本。球墨铸铁在正火液中正火时,高温正火形成细珠光体与少量先共析铁素全复合组织,珠光体量>85%,最高可达95%以上。截面直径120mm的球墨铸铁曲轴产品,心部珠光体量超过90%,表层、近表层珠光体量可达95%以上。中、低温正火,细珠光体量减少,先共析铁素体量增加。机械性能水平为hb170--385 b500mn/m2--850mn/m2,&1--8%。可锻铸铁在正火液中冷却时,高温正火形成细珠光体。中、低温正火形成细珠光体与先共析体铁素体复合组织。机械性能水平为:hb170--385&b500mn/m2--1000mn/m2,&1--8%。大功率柴油机可锻铸铁活塞退火余热正火液正火后,经高温回火,其hb257、&b782mn/m2--1000mn/m2&3.4%蠕墨铸铁和灰铸铁在正火液中冷却时,基本组织与球铁相同,机木工性能均超过空气介质正火的水平。加入合金元素的铸铁的正火冷却时,将使合金对细化晶粒、细化珠光体、提高珠光体量的作用得到更充分的发挥。调整正火温度、改变正火液浓度,可按技术条件的要求调整细珠光体和先共析铁素体的形态、含量和分布以及珠光体细化程度,运用该正火液于球铁、蠕铁、灰铁的铸造余热和可锻铸铁的退火余热正火,为高性能、高质量珠光体铸铁件生产提供一种崭新的节能显著的、简便易行的,可靠的工艺方法。正火液的冷却能力介于空气和油之间,正火冷却性质非常稳定,降低浓度使冷速提高,溶液温度变化对冷却特性影响很小,可在0℃---100℃使用,铸件在正火液中的冷却过程非常平稳.溶液不腐败,使用寿命长,补加新液可使正火液的寿命显著延长。
(作者:陈自立)

来源:江苏恒力炉业有限公司发表于:2013.07.29
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