專利名稱：一種灰口鑄鐵亞熱溫處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，尤其涉及一種灰口鑄鐵亞熱溫處理方法。
背景技術(shù)：
目前，關(guān)于灰口鑄鐵的退火熱處理工藝主要集中于去應(yīng)力退火、低溫石墨化退火和高 溫石墨化退火。石墨化退火的目的是使鑄鐵中滲碳體分解為石墨和鐵素體。石墨化退火 的理論基礎(chǔ)根據(jù)相穩(wěn)定的自由能計(jì)算，鑄鐵中滲碳體是介穩(wěn)定相，石墨是穩(wěn)定相，滲碳體 在低溫時(shí)的穩(wěn)定性低于高溫。因此從熱力學(xué)的角度看滲碳體在任一溫度下都可以分解為石 墨和鐵碳固溶體，而且在低溫下，滲體分解更容易。但是，石墨化過程能否進(jìn)行，還取決于石 墨的形核及碳的擴(kuò)散能力等動(dòng)力因素。對(duì)于固態(tài)相變，原子的擴(kuò)散對(duì)相變能否進(jìn)行起重要 作用。由于溫度較高時(shí)，原子的擴(kuò)散比較容易，因此滲碳體的分解只有在溫度較高時(shí)才有可 能進(jìn)行。當(dāng)加熱溫度低于陽01時(shí)，滲碳體沒有發(fā)生分解，鑄件的組織不發(fā)生變化，當(dāng)加熱溫 度高于550°C，滲碳體開始發(fā)生轉(zhuǎn)變，生成石墨和鐵素體。根據(jù)前面論述，實(shí)際上只有在加熱 溫度超過720°C時(shí)，滲碳體才能有效分解，但由于石墨的擴(kuò)散不能有效進(jìn)行，阻礙了滲碳體 的進(jìn)一步分解。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用低溫石墨化退火工藝(100°C /h加熱至700°C，保溫后隨爐 冷卻至300°C后出爐)保溫2小時(shí)后，鑄件的白口組織得到一部分改善，而保溫4小時(shí)后， 鑄件的白口組織仍然有很大一部分殘留，當(dāng)保溫時(shí)間延長至6小時(shí)，鑄件的白口組織并沒 有因?yàn)楸貢r(shí)間的延長而大量減少，這就造成機(jī)械加工的困難，后續(xù)水壓試驗(yàn)，15712泵體 合格率98% ；當(dāng)我們采用高溫石墨化退火工藝(100°C /h加熱至920°C，保溫后隨爐冷卻至 300°C后出爐)保溫2小時(shí)，所有的白口組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛铱?，水壓試?yàn)時(shí)15712泵體合格率低于 50%，工藝保溫時(shí)間改為1小時(shí)，所有白口組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛铱?，水壓試?yàn)合格率依然低于50%。因此，當(dāng)灰口鑄鐵鑄件存在一定量的白口組織時(shí)，鑄件的加熱溫度應(yīng)高于Acl下 限，而高溫石墨化退火的加熱溫度是高于Acl上限，當(dāng)加熱溫度高于Acl上限時(shí)，碳原子擴(kuò) 散速率過快，無法通過保溫時(shí)間來控制石墨的堆積，這樣就造成石墨在高溫時(shí)的大量堆積， 進(jìn)而破壞鑄件的連續(xù)性，降低零件的各項(xiàng)力學(xué)性能，而鑄件的連續(xù)性和嚴(yán)密性的破壞，對(duì)于 承壓鑄件的密封性來說是致命缺陷。本發(fā)明間于高溫石墨化退火和低溫石墨化退火，取名為亞溫(亞熱溫)退火，在改 善鑄件切屑性能的同時(shí)，還保證了鑄件組織不被大量聚集的石墨影響其性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種灰口鑄鐵亞熱溫處理方法，適用于產(chǎn)生一定白口組織的灰口 鑄鐵鑄件，特別適用于類似于15712型號(hào)等無組件泵體的承受水壓鑄件，此外還適用于高 溫石墨化退火后性能不能達(dá)到要求的灰鑄鐵鑄件。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種灰口鑄鐵亞熱溫處理方法，其特征在于加熱溫度在Acl下限溫度和上限溫度之 間，具體包括以下步驟
(1)灰口鑄鐵鑄件放入加熱爐內(nèi)，加熱爐從爐溫低于200°C開始加熱，以95°C /h-IlO0C /h的加熱速度使?fàn)t溫加熱至790°C—810°C ；
(2)灰口鑄鐵在加熱爐中，在環(huán)境溫度770°C—820°C進(jìn)行保溫2— 4h ；
(3)灰口鑄鐵鑄件在加熱爐中保溫2— 4h后，取出進(jìn)行爐冷，以低于50°C /h的冷卻速 度冷卻至300°C以下。(4)爐冷后，將冷卻至300°C以下的灰口鑄鐵鑄件取出，空冷至常溫。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明加熱溫度在Acl下限溫度和上限溫度之間，即間于高溫石墨化退火和低溫石墨 化退火，在改善鑄件切屑性能的同時(shí)，還保證了灰口鑄鐵鑄件組織不被大量聚集的石墨影 響其性能，同時(shí)還適用于高溫石墨化退火后性能不能達(dá)到要求的灰鑄鐵鑄件。


圖1為本發(fā)明的工藝曲線圖。
具體實(shí)施例方式
一種灰口鑄鐵亞熱溫處理方法，其特征在于加熱溫度在Acl下限溫度和上限溫度之 間，具體包括以下步驟
(1)灰口鑄鐵鑄件放入加熱爐內(nèi)，加熱爐從爐溫低于200°C開始加熱，以95°C/h-IlO0C /h的加熱速度使?fàn)t溫加熱至790°C—810°C ；
(2)灰口鑄鐵在加熱爐中，在環(huán)境溫度770°C—820°C進(jìn)行保溫2— 4h ；
(3)灰口鑄鐵鑄件在加熱爐中保溫2— 4h后，取出進(jìn)行爐冷，以低于50°C /h的冷卻速 度冷卻至300°C以下；
(4)爐冷后，將冷卻至300°C以下的灰口鑄鐵鑄件取出，空冷至常溫。附加說明保溫時(shí)間可以根據(jù)鑄件壁厚、白口程度以及裝爐量來確定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)人 員通過數(shù)次試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的經(jīng)驗(yàn)公式t (min)=60min+2.5H來計(jì)算保溫時(shí)間，公式中H為 零件(灰口鑄鐵)的壁厚，單位mm;2. 5經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，單位min /mm。公式中的H—般為24— 96mm,零件的壁厚大都在這個(gè)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種灰口鑄鐵亞熱溫處理方法，其特征在于加熱溫度在Acl下限溫度和上限溫度 之間，具體包括以下步驟(1)灰口鑄鐵鑄件放入加熱爐內(nèi)，加熱爐從爐溫低于200°C開始加熱，以95°C/h-IlO0C /h的加熱速度使?fàn)t溫加熱至790°C—810°C ；(2)灰口鑄鐵在加熱爐中，在環(huán)境溫度770°C—820°C進(jìn)行保溫2— 4h ；(3)灰口鑄鐵鑄件在加熱爐中保溫2— 4h后，取出進(jìn)行爐冷，以低于50°C /h的冷卻速 度冷卻至300°C以下；(4)爐冷后，將冷卻至300°C以下的灰口鑄鐵鑄件取出，空冷至常溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灰口鑄鐵亞熱溫處理方法,加熱溫度在Ac1下限溫度和上限溫度之間首先將灰口鑄鐵鑄件放入加熱爐內(nèi)，加熱爐從爐溫低于200℃開始加熱，以95℃/h—110℃/h的加熱速度使?fàn)t溫加熱至790℃—810℃；然后，進(jìn)行保溫2—4h；再取出進(jìn)行爐冷，以低于50℃/h的冷卻速度冷卻至300℃以下；最后將灰口鑄鐵鑄件取出，空冷至常溫。本發(fā)明間于高溫石墨化退火和低溫石墨化退火，在改善鑄件切屑性能的同時(shí)，還保證了灰口鑄鐵鑄件組織不被大量聚集的石墨影響其性能，同時(shí)還適用于高溫石墨化退火后性能不能達(dá)到要求的灰鑄鐵鑄件。
文檔編號(hào)C21D5/02GK102071297SQ20111002718
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者何祥炎, 夏巍, 汪李劼, 汪生, 王大清, 陳俊, 雕宏祥, 黃先功 申請(qǐng)人:安徽三聯(lián)泵業(yè)股份有限公司