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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。
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一. 消除内应力退火 ' q* n" Q S7 `+ U" X
- K4 c- {% r/ [2 K, z# _, H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。 + x4 @, C0 F. ?; f3 o3 s
' q9 p2 F! I& ]! o2 k- v( a9 ]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。 8 r8 X2 p+ p0 q+ J; G, S- j
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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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二. 消除部分白口的软化退火
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) b( }3 k2 O2 v1 F4 D7 r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。
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! `( v% {; J& H. t. e6 \9 j. ?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。 . R8 W- R+ ^9 P. L- N
! D2 g5 D' ]( w9 y: N1 ]8 ~" ]三. 表面淬火
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* |$ I# Q, S2 }- K4 {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。 4 H8 E! j0 B* q: D$ [
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1. 感应加热表面淬火
$ s9 M2 L" X2 V: {8 _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。
% o* g- g+ U G9 L# K/ e分类:(按电流频率划分)
# p0 c! \4 G( S/ A' Z1 K/ MA. 高频感应加热:200-300KHz $ M ~# C( f( O6 z) x5 Y2 K$ V% a1 G
B. 中频感应加热:500-10000Hz : E7 q8 t: f4 b" F
C. 工频感应加热:50Hz
1 r- ^. G7 o5 x I5 AD. 超音频感应加热:20-40KHz : n3 D6 T5 _- `/ U5 Q, N9 t
$ B( M2 ` @9 s: p! Z$ Z2.火焰加热表面淬火 + \$ X8 {3 d, V4 J; [( C
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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; ~8 \7 B, x& P3. 电热表面淬火
. E' M& e( b- i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。 |
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