高頻感應加熱電源對球墨鑄鐵進行淬火和回火熱處理
鑄鐵是一種以鐵、碳、硅為基礎的復雜的多元合金,其含碳量分數一般在2%-4%,除碳、硅之外,鑄鐵中還存在錳、磷、硫等元素。鑄鐵的種類有很多,我們比較常見的是球墨鑄鐵。為了滿足工作的需要,球墨鑄鐵常采用高頻感應加熱電源進行淬火、回火、正火、退火等熱處理。今天,我們就一起看看球墨鑄鐵的淬火、回火工藝。
1.淬火:球墨鑄鐵經高頻感應加熱電源淬火后可獲得更高的耐磨性及-的綜合力學性能,淬火溫度選擇在ac1上限+(30-50℃)比較適宜,一般為860-900℃,然后冷卻,在-能完全奧氏體化的前提下,盡量采用較低的溫度,以便獲得碳含量較低的細小針狀馬氏體及較好的綜合力學性能,過高的奧氏體化溫度使淬火后的馬氏體針變粗,并增加殘留奧氏體量,甚至出現二次網狀滲碳體,使力學性能大幅度降低。當存在過量自由滲碳體時,可行高溫石墨化,然后降溫至淬火溫度保溫后淬火。
2.回火:球墨鑄鐵回火時的組織轉變過程與鋼相似,低溫回火(140-250℃)后具有高的硬度和耐磨性,常用于高壓液壓泵心套及閥座等耐磨性要求高的零件。中溫回火(350-400℃)較少采用;高頻感應加熱電源淬火后采用高溫回火500-600℃即調質工藝在上應用廣泛,可獲得較高的綜合力學性能。
淬火和回火是工件熱處理中比較常見的兩種熱處理工藝,對工件的有著很大的影響。因此,我們在進行這兩種工藝時,一定要認真,仔細,以-工件的熱處理。
試驗得出的淬火的幾個關鍵原因
采用同一中頻感應淬火參數,對于熱處理項目進行檢測,我們發現:
(1)正火工件的感應淬火組織,馬氏體較粗大。
(2)正火處理的工件感應淬火后硬化層相對于調質硬化層要淺一些。
(3)表面硬度也比調質的低1~3hrc(但是一旦增加感應淬火時間,正火工件和調質工件的表面硬度和硬化層沒有太大的區別,但是組織相比較更粗)。
(4)正火工件的變形規律性不強。調質工件變形很小,甚至沒有變化(因此對于以后大批量采用正火作為預備熱處理的工件,需要熱后加工(主要是長度尺寸),-尺寸合格,并且不同鋼材爐號的材料也要做變形試驗,-加工余量。調質工件的加工成本比正火工件的冷加工成本高很多。因為調質工件首先要正火,就是說多了一道淬火+高溫回火工藝;調質工件粘度高,刀具消耗多,冷加工成本也高(正火增加熱后尺寸修正的成本相對于調質還是低很多)。
(5)調質狀態的工件硬化層分布較正火狀態的明顯,正火狀態的過渡區較大。用酒精腐蝕觀察正火狀態的模糊。仔細觀察正火和調質工件的過渡區,在調質工件的過渡區,可以發現馬氏體組織,而在正火工件的過渡區沒有發現,間接地證明了對于感應加熱,由于加熱時間短,基體組織越均勻,產生完全奧氏體的可能性越大,冷卻時產生完全馬氏體的幾率也大。
感應加熱是一種快速加熱方式,奧氏體化程度和均勻化程度不僅與原始組織有關,鏜床導軌淬火設備配套,而且與加熱速度有關。原始組織越均勻,加熱速度緩慢,完成奧氏體化并均勻化所需的時間就短,反之則相反。
感應淬火前的預備熱處理有三種
感應淬火前的預備熱處理一般有三種,退火處理(球化退火)、正火、調質處理。
對于退火工藝主要應用于高碳鋼如彈簧鋼材料和軸承材料。感應淬火前的預備熱處理具體采取什么形式,主要是根據圖樣要求,也有部分客戶提出要求,我們根據使用要求制定相關的感應淬火技術要求。
對于感應加熱,由于加熱時間短,基體組織越均勻,產生完全奧氏體的可能性越大,冷卻時產生完全馬氏體的幾率也大,直接影響表面硬度和感應淬火-。調質后的碳化物更均勻,在較短的時間內由于碳化物易溶解于奧氏體內,速度快,均勻充分,得到的硬度高、均勻。調質硬度越高,其碳化物顆粒越細越均勻,則溶解效果越好。因而調質(球化退火)材料感應淬火效果好,可以得到-的表面硬度、淬硬層-和金相組織。
正火材料次之,正火材料感應加熱時間相對調質產品要長,也可以得到-表面硬度和金相組織。由于正火(退火)的原始組織為片狀珠光體和鐵素體,正火易出現大塊狀或網狀鐵素體,組織不均勻性增大;短時間的快速加熱而導致碳化物來不及充分溶解,即使溶解了也不能充分擴散,合金元素也不能擴散均勻,奧氏體短期內無法達到均勻化,原珠光體區域富碳,原鐵素體區域貧碳,淬火組織中存在低碳馬氏體,影響感應淬火硬度和硬化層-。