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球铁铸件等温淬火工艺与原料组分选择{一}、球墨铸铁等温淬火工艺
1.设备
目前热处理使用的许多炉子和淬火槽都可用于球墨铸铁等温淬火。如果被处理的工件为加工后的零件.则需要使用保护气氛。此外在淬火时应能将工件快速转运至淬火炉中，才能得到所希望的机械性能。为满足仁述需要，通常使用盐一盐法对工件进行等温淬火。工件悬挂在挂具上，在盐浴炉中预热、加热、保温，然后迅速吊运到另一盐溶炉中进行等温淬火。淬火盐槽的尺寸应足够大，这样才能保证淬火时盐浴的温度一致，它的温差应在±5℃之内。
一般所用的淬火盐浴剂，大都由硝酸钠和硝酸钾配制而成。在使用时应及时清除盐浴中的污染，通常每周应对淬火剂清除污染一次。高温下不能使用标准的过滤系统，应将盐槽冷却至约200℃，在此温度下，标准过滤系统才可有效地使淬火剂得到满意的过滤。
2.工艺
要改善球墨铸铁件的等温淬火性能，一般应加大球墨铸铁中合金元素的含量。而且还应根据铸件的具体情况，及对铸件机械性能的要求，试验确定具体工艺。
球墨铸铁在奥氏体升温之前，应在350℃下预热，这样做的目的有二：一是除去湿气；二是减小热冲击，避免变形。
球墨铸件的奥氏体化温度，根据铸件的化学成分、原始组织及铸件壁厚及所需机械性能来确定。既要保证基体组织完全奥氏体化。不残留铁素体，又要避免奥氏体晶粒过大。一般奥氏体化温度为850~950℃。要改善淬火后的机加工性能，可将奥氏体化温度降至815~850℃，但这会使零件的抗磨损性能降低。过高的奥氏体化温度.会使奥氏体晶粒粗大，淬火后残留奥氏体量增加，并呈网状分布，导致机械性能降低。因而目前最常用的温度为880~900℃。
等温淬火停留的时间主要由过冷奥氏体完全转变为下贝氏体所需的时间来决定。若时间不足，必然有一部分过冷奥氏体来不及转变为下贝氏体，随后空冷时转变为淬火马氏体加少量残留奥氏体，这是不希望的。一般情况下，等温悴火时问和奥氏体化时间一样，工件断面厚度越大.则时间越长。
等温淬火温度对零件机械性能影响很大。象凸轮、蜗轮等需要高抗磨损的工件，应使用较低的淬火温度(250℃)较高的温度用于抗冲击和抗拉强度要求较高的传动零件。
当抗冲击和抗拉强度要求较高时，控制等温淬火的温度是非常重要的。每变化10℃，就会对抗冲击和延仲率产生明显影响。要控制淬火后工件的硬度.也应严格控制淬火时的温度。一般情况下.淬火温度取250~350℃之间，可获得较高的综合机械性能。
{二}、球墨铸铁原料组分选择
和灰铸铁相比，球墨铸铁具有高强度、高伸长率、高冲击值的优点；和碳素钢及合金钢相比，球墨铸铁具有较好的铸造、加工性能。因此，球墨铸铁件在各领域得到广泛应用。近年来，很多场合需要使用低温下具有高强度、高冲击值的耐低温球墨铸铁件。随着风力发电装置的需求量不断增加，耐低温性能球铁的需求量也大幅度提高。与普通球墨铸件相比，耐低温球墨铸铁件的生产，在成分的选择和生产工艺上具有其独特的要求。
1、采用质量好的原材料
(1)采用高纯球生铁。Si低于0.8%，Mn低于0.2%，P、S均低于0.03%。其余微量元素(包括Ti、As、Cr、Cu、Sn、Al、Zn、Pb等)总和不大于0.03%。而且各项成分合格稳定。
(2)采用炭素结构钢的边角余料，配以适当的增碳手段，运用电炉熔炼。要求使用的材料种类单一，杂质含量低。材料表面无锈蚀，如果有条件，废钢在使用前要除锈、烘干，熔炼中不可以加入潮湿的废钢等材料，防止铁液中H、O等气体含量超标。加入的废钢要考虑微量元素和合金元素的含量，其优点在于：①易于获得合格成分铁液；②减少杂质元素的晶间偏析；③减少微量元素含量，干扰球化，防止生成碳化物；④提高塑性-韧性性能。
2、化学成分的选择
控制关键元素的含量。尤其是Si，Mn、P、S的含量，每一种都不能超标。
C含量一般控制在3.1%~3.5%。虽有出现缩松、裂纹倾向，但可以通过低温浇注、依靠凝固中的自膨胀以及良好的孕育给以解决。同时，较低的C含量可以减少与之匹配的球化剂的加入量(球状石墨的晶核存在较多的球化元素反应产物)，从而降低产品中的RE含量，使产品的珠光体含量减少，脆性降低。
Si的含量一般控制在1.9%~2.5%。Si如果控制不当，将使塑性脆性转变温度显著提高，Si含量的控制是生产低温球铁的关键。超过2.5%时，Si的含量每增加0.1%，产品开始变脆温度提高10~15℃。如果主加原材料含Si量较低，在能够保证充分孕育情况下，适当降低Si的含量也是可行的。
P、S均属于杂质元素。它们以化合物的形式存在于晶界周围，使材料的强度值和冲击性能大为下降。S又与Mg发生化学反应，生成MgS熔点杂质。一方面使球化剂的加入量增加；另一方面，使球化效果减弱。实践证明，原铁液中二者的含量都控制在0.025%以下，产品的力学性能和球化效果均比较理想。
Mg和RE二者在产品中含量均不得超过0.03%，而且在保证良好的球化效果下越低越好。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铸铁件、减速机轴、机械加工、端面铣床加工等业务。
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