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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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" Q4 R, n- j+ H! b9 g6 ~. F一. 消除内应力退火
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$ |3 ~! S' s" Z) y$ t( [ ?# d( 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。
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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。 - T% T+ J3 U. D! `; x4 Y. w
. ]1 f, K" [% H/ @" G1 D$ r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。 6 Y* c9 v8 ^( y7 {1 g
2 R8 A1 j" n5 A/ }# I3 Q" H& C, ~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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6 G' O( d7 m: ^9 l8 w! G( I三. 表面淬火
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& n& \1 r7 X/ t* `9 B" T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。
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1. 感应加热表面淬火 " L& R$ ]6 T. H
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。
9 W9 J0 z1 R2 w, C2 M分类:(按电流频率划分)
: Y1 Q6 [7 ]( _8 |4 a3 MA. 高频感应加热:200-300KHz
/ a! p# T" o- k/ _( h+ C) \8 b. s4 sB. 中频感应加热:500-10000Hz . S& f h* b3 ?# h) R
C. 工频感应加热:50Hz 4 s( t6 f* @! L. x1 E' Q: t
D. 超音频感应加热:20-40KHz + j8 D1 Z* _1 |$ H- Z- [/ J
( T( Z1 D& F4 a1 A5 x2.火焰加热表面淬火 - B4 F N2 r3 t2 u5 `
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。 ( j* D0 ]" b7 |
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3. 电热表面淬火
: V. Y9 z ]& m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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