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灰口铸铁的热处理

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发表于 2011-6-3 23:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。 # `  S! f% C2 W0 W

' R6 `$ K0 `' a* F# y, k一. 消除内应力退火 8 ]1 E$ j" W+ p6 V3 f6 t9 O

, ^0 T8 B, A; I7 l( |1 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。 - w+ o8 B9 ]4 j; K, r6 K7 I

0 ~- L' `8 v# b) @2 E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。
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1 x# |& B; ?' c, Y8 d$ u$ o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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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。 # t, _$ B4 ~" f! \
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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 4 _" |2 I& K7 r* W! T4 z7 G/ @: ^
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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。 3 v! }" K$ e! ]; l+ Z& ~
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1. 感应加热表面淬火
8 r/ b1 i8 q0 d, b6 U) T& v& M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。
) N& _/ }1 Q! Y2 x1 }6 n分类:(按电流频率划分) 5 k' c5 H* X8 }) Z% `; W
A. 高频感应加热:200-300KHz
- H( w# j) \( O" B- SB. 中频感应加热:500-10000Hz # B7 q  D2 E- t1 @: N) n
C. 工频感应加热:50Hz ! b$ @3 E2 J7 F" A; P" V
D. 超音频感应加热:20-40KHz # d6 Z0 c6 G: e+ B% Q
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2.火焰加热表面淬火 $ S: }* T/ i. a2 `) B3 o: A
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。 8 v1 H! c* n# I. g/ @
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3. 电热表面淬火 ' S- [( s, F* A( b, j
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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