專利名稱：球墨鑄鐵工件表面重熔硬化技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬熱處理領(lǐng)域，涉及一種球墨鑄鐵表面硬化工藝。
目前球墨鑄鐵表面硬化，大多采用表面冷激硬化處理。這種方法雖然可得到較高的硬度，但由于金相組織為共晶萊氏體，其綜合性能較差。美國專利№3、405、247(1968年10月8日)提供了一種用惰性氣體保護(hù)焊在金屬工件的硬表面堆焊以提高耐磨性的方法，但這種方法需要硬質(zhì)顆粒及把這些顆粒輸送到惰性氣體保護(hù)的焊接熔池中所必備的輸送管及噴咀，相對來說設(shè)備比較復(fù)雜，成本較高，操作起來也比較麻煩。
本發(fā)明的目的是為球墨鑄鐵工件表面硬化提供一個(gè)無需專用設(shè)備和硬質(zhì)材料，成本低、操作簡單的方法，且使工件表面獲得較好的綜合性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的將待處理的工件浸于冷水中，使待硬化的表面部分露出水面，用惰性氣體保護(hù)焊使工件表面重熔。
下面結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。將待處理的球墨鑄鐵的內(nèi)燃機(jī)汽門搖臂毛坯經(jīng)高溫退火、拋丸處理后浸入室溫冷水中，使其園柱表面露出水面，用氬弧焊機(jī)，在直流電壓20伏，直流電流80安培，氬氣流量3-6立方米/小時(shí)，工件進(jìn)給速度2-10mm/秒的條件下進(jìn)行重熔。這樣處理后的工件，硬化層深度為0.7～1.5mm，重熔表面不平度手工操作為0.2～0.3mm，機(jī)械操作為0.2mm以下。宏觀硬度為HRC60左右，顯微硬度為HV0.1700左右。金相組織以極細(xì)密的條狀滲化物為基體，并垂直冷卻表面嵌鑲在細(xì)五枝晶分布的極細(xì)的珠光體上(圖2)。這種具有強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)的優(yōu)良組織，可獲得比冷激鑄鐵高2-3倍的耐磨性能，并兼有優(yōu)良的抗擦傷能力、抗粘著性、抗咬傷、抗剝落的強(qiáng)韌性。和鋼制工件的淬火馬氏體相比，具有良好的熱穩(wěn)定性，850℃下保溫?cái)?shù)小時(shí)不易分解。這兩種組織在常溫下硬度相近，但重熔組織在高溫工況下硬度變化要小。例如在450℃×5h回火條件下，重熔組織保持硬度H0.1600，而淬火馬氏體硬度卻降至HV0.1360左右，因此重熔組織高溫耐磨性好，可以承受苛刻工況。本發(fā)明只需普通氬弧焊機(jī)，設(shè)備大大簡化。
內(nèi)燃機(jī)凸輪軸采用上述實(shí)施例方法處理，也得到同樣效果。
就許多工件，例如實(shí)施例中提到的汽門搖臂，原來用鑄鋼件鑄造，淬火后園柱表面經(jīng)磨削加工后如出現(xiàn)氣孔或裂紋即做報(bào)廢處理，應(yīng)用本發(fā)明改為鑄鐵件，表面如出現(xiàn)1mm以下氣孔可用鑄鐵焊絲補(bǔ)焊修復(fù)，硬化后不會(huì)出現(xiàn)裂紋，以鐵代鋼效果更好。此外，原技術(shù)用鑄鋼，軸孔硬度較高，搖臂軸磨損較快，必須鑲銅套。本發(fā)明應(yīng)用后可改用鑄鐵，能與搖臂軸形成一對相適應(yīng)的磨擦副，故可以省去銅套，可以看出，本發(fā)明采用后引起的經(jīng)濟(jì)效果也是可觀的。
本發(fā)明已經(jīng)過北京內(nèi)燃機(jī)廠475Q汽油機(jī)頂置凸輪搖臂臺(tái)架試驗(yàn)，通過300小時(shí)鑒定。已完成492Q搖臂600小時(shí)臺(tái)架試驗(yàn)和通過兩萬公里道路試驗(yàn)，耐磨性能優(yōu)于鑄鋼淬火搖臂。


圖1-冷激鑄鐵共晶萊氏體組織圖2-重熔條狀碳化物組織
權(quán)利要求
1.一種球墨鑄鐵工件表面硬化處理方法，其特征在于將待處理的工件浸入冷水中，使待硬化的表面部分露出水面，用惰性氣體保護(hù)焊使工件表面重熔。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于待處理的工件先經(jīng)高溫退火、拋丸處理。
3.按照權(quán)利要求1、權(quán)利要求2的方法，其特征在于用氬弧焊機(jī)，在直流電壓20伏、直流電流80安培，氬氣流量3-6立方米/小時(shí)，工件進(jìn)給速度2-10mm/秒的條件下進(jìn)行重熔。
全文摘要
一種球墨鑄鐵工件表面硬化處理的方法，采用普通惰性氣體保護(hù)焊將工件表面重熔，提高了工件的耐磨性、抗擦傷能力、抗粘著性、抗咬傷、抗剝落性。本發(fā)明處理的工件已經(jīng)過臺(tái)架試驗(yàn)和道路試驗(yàn)，耐墨性優(yōu)于鑄鋼件。
文檔編號(hào)C21D1/09GK1042187SQ8910695
公開日1990年5月16日 申請日期1989年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月14日
發(fā)明者楊增華, 霍立升 申請人:北京市上莊汽門廠