灰鑄鐵采用熱處理工藝的比較少。這是因為熱處理只能改變灰鑄鐵組織不能改變石墨狀態(tài),因此也不能消除片狀石墨對灰鑄鐵的有害作用?;诣T鐵進行熱處理,只適用于消除鑄件應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸及消除白口組織,降低硬度改善加工性能方面。另外,為了增加表面硬度和耐磨度,也會采取淬火工藝。
灰鑄鐵的熱處理主要目標(biāo)是消除應(yīng)力的退火與消除白口的退火。而退火雖然能提高其他性能,但會降低灰鑄鐵的硬度。因此,對灰鑄鐵進行熱理,需要綜合考慮各種性能的變化后,再采取的措施。
去應(yīng)力退火:鑄件在鑄造冷卻過程中,由于各部位冷卻速度不同,容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,可能導(dǎo)致鑄件翹曲和裂紋,為了保證尺寸穩(wěn)定性,防止變形,對一些形狀復(fù)雜的鑄件,如床身等,需進行消除內(nèi)應(yīng)力退火。其規(guī)范一般為:加熱溫度 500~550℃,加熱速度60~120℃/h,經(jīng)保溫一定時間(每10毫米截面保溫一小時)后爐冷到150~220℃出爐空冷。
消除鑄件白口退火:鑄件冷凝時,在表面或某些薄壁處,由于冷卻速度較快,很容易出現(xiàn)白口組織,使鑄件的硬度和脆性增加,造成切削加工的困難和使用時易剝落。此時就必須將鑄件加熱到共析溫度以上,進行消除白口的軟化退火。一般是把鑄件加熱到850-950℃,保溫2-5小時,使共晶滲碳體發(fā)生分解,即進行第一階段石墨化,然后又在隨爐緩慢冷卻過程中使二次滲碳體及共析滲碳體發(fā)生分解,即進行中間和第二階段石墨化,待隨爐緩冷到500-400℃時,再出爐空冷,這樣就可獲得鐵素體或鐵素體-珠光體基體的灰口鑄鐵,從而降低了鑄件的硬度,改善了切削加工性。若采用較快的冷卻速度,使鑄件不發(fā)生第二階段石墨化,則最終就獲得珠光體基體的灰口鑄鐵,增加了鑄件的強度和耐磨性。
表面淬火:有些鑄件,如機床導(dǎo)軌表面、汽缸內(nèi)壁等需要提高表面硬度及耐磨性,常進行表面淬火處理,如高頻感應(yīng)加熱表面淬火、接觸電阻加熱表面淬火等。表面淬火的目的是提高灰口鑄鐵件的表面硬度和耐磨性。表面淬火的方法有高頻感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火及接觸電熱表面淬火等。
HT250牌號熱處理常見問題:為了提高灰口鑄鐵的表面硬度和耐磨性,可對其進行表面處理,即火焰表面淬火,高、中頻表面淬火。其加熱溫度在850~950℃,考慮到其導(dǎo)熱性差,因此加熱速度不宜太快,否則會產(chǎn)生熔化和淬火裂紋缺陷,高頻淬火要求鑄鐵芷火后基體組織主要為珠光體,冷卻采用噴水或噴聚乙烯醇水溶液,回火溫度在200~400℃范圍內(nèi),硬度在40~50HRC,可確保表面的硬度和耐磨性。
泊頭亞晟機械有限公司生產(chǎn)的機床鑄件耐磨性與消震性好。由于鑄鐵中石墨有利于潤滑及貯油,所以耐磨性好。同樣,由于石墨的存在,灰口鑄鐵的消震性優(yōu)于鋼。工藝性能好。由于灰口鑄鐵含碳量高,接近于共晶成分,故熔點比較低,流動性良好,收縮率小,因此適宜于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或薄壁鑄件。另外,由于石墨使切削加工時易于形成斷屑,灰口鑄鐵的可切削加工性優(yōu)于鋼。