CN103320681B - 一种等温淬火球铁及其淬火工艺 - Google Patents
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Abstract
一种等温淬火球铁是以Mn，Si代替Mo和Ni为基础，添加Cu，B，Nb、Cr等进行多元低、微合金化，充分发挥各元素的各自作用和交互促进作用，减少元素微观偏析、增加基体组织均匀性、淬透性、淬硬性、强度和韧性，并减少合金用量，降低成本。同时提供一种与之匹配的等温淬火球铁等温淬火新工艺，即用分级淬火油和空气等温炉分级等温淬火工艺，细化晶粒、进一步提高淬透性、淬硬性、强度和韧性。此新工艺处理前加工硬度较低（HB190～240），加工性能良好；处理后的硬度较高（HRC35～56），氧化和变形极少，精度能保证，一般不需再进行昂贵的磨削精加工，进一步降低成本，且消除了传统的硝盐等温淬火工艺产生大量的亚硝酸盐等有害物，故低污染，更安全。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料热处理技术领域，特别是涉及一种等温淬火球铁及其淬火工艺。
背景技术
等温淬火球铁（ADI），是指一定成分的球墨铸铁经等温淬火工艺热处理后得到的铸铁材料,其具有较高的强度、延伸率和冲击值等良好的综合机械性能，特别是具有较高的弯曲疲劳强度和耐磨性。因而等温淬火球铁（ADI）常用以代替球墨铸铁、铸钢、锻钢、铝合金广泛应用于交通运输工具、柴油机等内燃机、农林业机械等领域，用以制造如曲轴、连杆、齿轮、轮毂、弹簧钢板、缸体、衬套、万向联轴节等需具有高强度、耐冲击、耐磨损、抗疲劳性能好的重要结构件以及磨球、衬板、锤头、杂质泵叶轮泵壳等重要抗磨、抗蚀件。
现有技术中，目前的等温淬火球铁（ADI）通常是使用传统的热处理工艺，这种热处理工艺是通过硝盐盐浴进行等温淬火处理获得等温淬火球铁（ADI），这种等温淬火球铁（ADI）的硝盐盐浴等温淬火工艺如图1所示，现有技术是将球墨铸铁加热至奥氏体状态，保温一段时间后用硝盐盐浴进行等温淬火处理，然后在空气中冷却得到等温淬火球铁。
而且，在传统的硝盐盐浴等温淬火工艺处理过程中，因硝盐在熔融时不仅会产生大量的亚硝酸盐有害物质，严重污染环境，危害人体健康，且在等温淬火工艺处理过程中硝盐熔融和等温淬火的时间较长，导致生产率低，生产成本高。
此外，传统的球墨铸铁因由于其需加入价格昂贵的钼（Mo）和镍（Ni）而导致球墨铸铁的价格较为昂贵，由此极大地影响了等温淬火球铁（ADI）行业的整体发展。并且，传统的这种球墨铸铁不仅淬硬性和淬透性均较弱，且容易产生元素微观偏析等不良现象而导致基体组织不均匀，降低强度和韧性，工件使用时易损毁、易发生安全故障。
因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种价格低廉、淬硬性、淬透性好、强度和冲击值高，能消除元素微观偏析影响的等温淬火球铁技术，以及低污染、低成本、生产效率高的等温淬火球铁的淬火技术显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种价格低廉、淬硬性、淬透性好、强度和冲击值高，能消除元素微观偏析的等温淬火球铁。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种等温淬火球铁，包括有以下重量百分比含量的组分，
C 3.3 ~ 3.8%
P 0.01~0.05%
S 0.005~0.02%
Mg 0.025 ~ 0.045%
Re 0.015 ~ 0.03%
Mn 1.0 ~ 2.5%
Si 2.3 ~ 3.2%
Cu 0.3 ~ 1.0%
B 0.01 ~ 0.08%
Nb 0 ~ 0.2％
Cr0.1～0.3％
其余为Fe。
优选的，等温淬火球铁中的Mn、Si、Cu、B、Nb、Cr的重量百分比含量如下，
Mn 1.0 ~ 2.0%
Si 2.8 ~ 3.2%
Cu 0.3 ~ 0.8%
B 0.01 ~ 0.04%
Nb 0.05 ~ 0.1%。
Cr0.15～0.25％
更优选的，所述等温淬火球铁中Mn、Si、Cu、B、Nb的重量百分比含量如下，
Mn 2.0%
Si 3.0%
Cu 0.8%
B 0.02%
Nb 0.08%
Cr0.15％
以上的，等温淬火球铁的基体组织为：体积百分比含量为70~ 85%的细针状铁素体、体积百分比含量为2 ~ 20%的回火马氏体及体积百分比含量为5 ~ 28%的富碳奥氏体。
本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种低污染、低成本、生产效率高的等温淬火球铁淬火工艺。
本发明的另一目的通过以下技术方案实现：
一种等温淬火球铁淬火工艺，如以上所述的一种等温淬火球铁的工件的淬火工艺为用分级淬火油和空气等温炉分级等温淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到860~940℃的奥氏体化温度，保温处理至使奥氏体碳饱和；
（2）将经步骤（1）处理的工件置入分级淬火油中，快速冷却至马氏体开始转变温度180℃以上，贝氏体转变终止温度240℃以下，进行第一级等温淬火；
（3）将经步骤（2）第一级等温淬火的工件快速送至空气等温炉中，进行第二级等温淬火；
（4）将经步骤（3）第二级等温淬火的工件置于空气中自然冷却置于空气。
优选的，一种等温淬火球铁淬火工艺，其中步骤（1）中，工件在奥氏体化后，保温处理的时间为1.0~3.5h；
步骤（2）中，工件置入分级淬火油中快速冷却的时间为1~3s，在淬火油中的第一级等温淬火的时间为1~15min；
步骤（3）中，工件快速送至空气等温炉中的时间为5~20s，在空气等温炉中的第二级等温淬火的时间为1~3.5min。
另一优选的，一种等温淬火球铁淬火工艺，步骤（2）中，工件在淬火油中的冷却速度为50~100℃/min。
另一优选的，步骤（2）分级淬火油的重量为工件的重量的10~15倍。
另一优选的，一种等温淬火球铁淬火工艺，步骤（3）中，空气等温炉中的温度为230~330℃。
另一优选的，一种等温淬火球铁淬火工艺，步骤（2）中，分级淬火油的参数如下：
1）高闪点，闪点≥220℃）；高燃点，燃点≥245℃； 2）低粘度，在40℃时，粘度≤75cm2/min；
3）特性温度≥670℃，冷却速度≥80℃/min；在300℃时冷却速度为2～3℃/ min，在200℃时冷却速度为1～2℃/ min。
本发明的有益效果：
（1）本发明的等温淬火球铁由于采用廉价的锰（Mn）、硅（Si）代替了传统的球墨铸铁使用的价格昂贵的钼（Mo）和镍（Ni），由此降低了等温淬火球铁的成本，有利于推动球墨铸铁工业的发展。同时，由于加入低、微量的铜（Cu）、铬（Cr）、硼（B）、铌（Nb）而实现了多元低、微合金化，既充分发挥了等温淬火球铁中各元素的作用和多种元素交互促进，减少元素的微观偏析，提高基体组织均匀性，淬透性、淬硬性强度和韧性，又减少贵重合金用量，降低成本。在此基础上匹配本发明的用分级淬火油和空气等温炉分级等温淬火新工艺，进一步增强等温淬火球铁的淬硬性、淬透性、强度和冲击值，在抗磨件上应用达到HRC52～58的高硬度及αk 14～25J／cm2的高强韧性，并且消除了元素微观偏析的不良影响，综合性能高，用此新工艺处理前，加工硬度较低（HB190～250），加工性能良好：处理后硬度较高（HRC35～55），而极少发生变形和氧化的情况，故精度能保证，一般不需再进行磨削等精加工。
(2) 本发明的一种等温淬火球铁用分级淬火油和空气等温炉分级等温淬火工艺，包括有以下步骤：（1）将工件加热到860~940℃的奥氏体化温度，保温处理至使奥氏体碳饱和；（2）将经步骤（1）保温处理的工件置入分级淬火油中，快速冷却至马氏体开始转变温度180℃以上，贝氏体转变终止温度240℃以下，进行第一级等温淬火；（3）将经步骤（2）第一级等温淬火的工件快速送至空气等温炉中，进行第二级等温淬火；（4）将经步骤（3）第二级等温淬火的工件置于空气中自然冷却。使之在工件奥氏体化后使用分级淬火油快速淬火使工件速度通过C曲线鼻尖，油淬时间短，工件在1~3秒内达到马氏体开始转变温度180℃以上，贝氏体转变终止温度240℃以下，不仅能有效避免珠光体的产生，同时也不易形成过量的马氏体，使先形成的马氏体在第一级和第二级等温处理过程中变成回火马氏体。此外，在第一级等温处理过程中，由于分级淬火油低温冷却速度缓慢，工件基本不会产生应力形变。第二级等温温淬火用空气等温炉取代传统的硝盐等液体介质，不但成本低、污染小，且温度更均匀，调控更方便，更有效地降低工件应力变形。
本发明的一种等温淬火球铁淬火工艺所采用的分级等温淬火工艺对工件进行热处理，可以得到稳定性高、晶粒细化的等温淬火球铁，该分级等温淬火工艺制得的等温淬火球铁相对于传统的硝盐等温淬火工艺制得的等温淬火球铁，淬火硬度、强度和抗冲击值分别提高10~20%、15％～25％和20~30%，而且等温处理时间缩短了10~30%，降低了等温淬火球铁的生产成本，增加了生产效率。
而且，本发明的一种等温淬火球铁淬火工艺相对于传统的硝盐盐浴等温淬火工艺，不会产生大量的亚硝酸盐等有害物，低污染，更安全。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是传统的等温淬火球铁的硝盐等温淬火工艺的示意图；
图2是本发明的一种等温淬火球铁淬火工艺的示意图。
在图1的传统的等温淬火球铁的硝盐等温淬火工艺中包括有：
A’B’——加热到合适的奥氏体化温度的过程；
B’C’——保温使奥氏体碳饱和的过程；
C’D’——硝盐淬火的过程，
Ms’——马氏体开始转变温度，
Bf’——贝氏体转变终止温度，
D’E’——在硝盐溶液中进行等温处理的过程；
E’F’——空冷至室温的过程。
在图2的本发明的一种等温淬火球铁淬火工艺中包括有：
AB——加热到合适的奥氏体化温度的过程；
BC——保温使奥氏体碳饱和的过程；
CD——油淬，快速冷却的过程；
Ms——马氏体开始转变温度，
Bf——贝氏体转变终止温度，
DE——入油进行第一级等温淬火的过程；
EF——快速进入空气等温炉的过程；
FG——工件在空气等温炉中进行第二级等温淬火的过程；
GF——工件空冷至室温。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。
实施例1。
本发明的一种等温淬火球铁，包括有以下重量百分比含量的组分，
C 3.3 ~ 3.8%
P 0.01~0.05%
S 0.005~0.02%
Mg 0.025 ~ 0.045%
Re 0.015 ~ 0.03%
Mn 1.0 ~ 2.5%
Si 2.3 ~ 3.2%
Cu 0.3 ~ 1.0%
B 0.01 ~ 0.08%
Nb 0.05 ~ 0.2%
Cr0.1～0.3％
其余为Fe。
具体的，该等温淬火球铁的基体组织为：体积百分比含量为70 ~ 85%的细针状铁素体、体积百分比含量为2 ~ 20%的回火马氏体及体积百分比含量为5 ~ 28%的富碳奥氏体。
本实施例的等温淬火球铁通过采用廉价的锰（Mn）、硅（Si）代替传统的球墨铸铁中使用的价格昂贵的钼（Mo）和镍（Ni），降低了等温淬火球铁的成本，推动等温淬火球铁工业的发展。同时，由于加入低、微量的铜（Cu）、硼（B）、铬（Cr）、铌（Nb）而实现多元合金化，加入的微量元素既充分发挥各元素的作用，又交互促进，减少合金的使用量，能有效增强等温淬火球铁的淬硬性、淬透性、强度和冲击值，消除了元素微观偏析带来的不良影响，提高基体组织均匀性。
其中，该等温淬火球铁还采用匹配的用分级淬火油和空气等温炉分级等温淬火工艺进行热处理获得。
本发明的一种等温淬火球铁淬火工艺，如图2所示，
包括有以下步骤：
（1）将工件加热到的奥氏体化温度（AB段），保温处理使奥氏体碳饱和（BC段），得到富碳奥氏体；
（2）将经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中使工件快速冷却（CD段）至马氏体开始转变温度（Ms线）以上，贝氏体转变终止温度（Bf线）以下，进行第一级等温淬火（DE段）；
（3）将经步骤（2）第一级等温淬火的工件快速送入空气等温炉中（EF段），进行第二级等温淬火（FG段）；
（4）将经步骤（3）第二级等温淬火的工件置于空气中自然冷却（GH段）。
上述等温淬火球铁分级等温淬火工艺的工件原材料为球墨铸铁，经热处理后得到等温淬火球铁。
而传统的硝盐等温淬火工艺，如图1所示，其具体步骤为
（1）A’B’：将工件加热到合适的奥氏体化温度；
（2）B’C’：保温使工件奥氏体碳饱和；
（3）C’D’：使用硝盐对工件进行淬火至马氏体开始转变温度Ms’以上，贝氏体转变终止温度Bf’以下；
（4）D’E’：将步骤（3）中的工件置于硝盐溶液中等温处理；
（5）E’F’：将经步骤（4）处理的工件置于空气中冷却至室温。
相对于传统的硝盐等温淬火工艺，本实施例的一种等温淬火球铁淬火工艺为分级等温淬火工艺，在工件奥氏体化后使用分级淬火油快速淬火使工件迅速通过C曲线鼻尖，油淬时间短，工件在1-3秒内达到马氏体开始转变温度（Ms线）以上，贝氏体转变终止温度（Bf线）以下，不仅能有效避免珠光体的产生，同时不易形成过量的马氏体，并使先形成的马氏体在第一级和第二级等温处理过程中变成回火马氏体。此外，在第一级等温处理过程中，由于分级淬火油低温冷却速度缓慢，加上第二级等温淬火用温度均匀、调控更方便的空气等温炉，工件基本不会产生应力形变，并得到稳定性高、晶粒细化的等温淬火球铁。此工艺制得的等温淬火球铁相对于传统的硝盐等温淬火工艺制得的等温淬火球铁，淬火硬度、强度和抗冲击值分别提高10~20%、15～20％和20~30%，等温处理时间缩短了10~30%，加工性能良好、加工精度能保证，从而降低等温淬火球铁的生产成本。而且，相对于传统的硝烟等温淬火工艺，本实施例的等温淬火球铁淬火工艺不会产生大量的亚硝酸盐等有害物，低污染，更安全。
实施例2。
本发明的一种等温淬火球铁，包括有以下重量百分比含量的组分，
C 3.5 ~ 3.7%
P 0.01~0.03%
S 0.005~0.01%
Mg 0.03 ~ 0.04%
Re 0.015 ~ 0.025%
Mn 1.0 ~ 2.0%
Si 2.8 ~ 3.2%
Cu 0.3 ~ 0.6%
B 0.01 ~ 0.04%
Nb 0
Cr 0.1～0.15％
其余为Fe。
以上的，等温淬火球铁的基体组织为：体积百分比含量为70 %的细针状铁素体、体积百分比含量为2 %的回火马氏体、体积百分比含量为28%的富碳奥氏体。
同时，本发明的一种等温淬火球铁淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到860~940℃的奥氏体化温度，保温处理1.0~3.5h使奥氏体碳饱和，得到富碳奥氏体，该富碳奥氏体的碳含量为1.2~1.8%；
（2）把经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中，使工件在1~3s内冷却至马氏体开始转变温度180℃以上，贝氏体转变终止温度240℃以下，进行第一级等温淬火1~15min；其中，工件的冷却速度为50~100℃/min，分级淬火油的重量为工件的重量的10~15倍，分级淬火油的参数要求如下：
1）高闪点，闪点≥220℃）；高燃点，燃点≥245℃； 2）低粘度，在40℃时，粘度≤75cm2/min；
3）特性温度≥670℃，冷却速度≥80℃/min；在300℃时冷却速度为2～3℃/ min，在200℃时冷却速度为1～2℃/ min。
（3）将经步骤（2）处理的工件在5~20s内送入温度为230~330℃的空气等温炉中进行第二级等温淬火1~3.5min；
（4）将经步骤（3）处理的工件置于空气中自然冷却。
在化学成分确定后，奥氏体化温度与时间以及第一级等温淬火和第二级等温淬火的温度和时间，是影响其等温淬火球铁基体组织性能的主要因素，选取适当的工艺参数不仅可以获得较多针状铁素体量，而且能是细化奥氏体-针状铁素体组织（即奥铁体），增强基体组织的稳定性，获得性能优异的等温淬火球铁。
在本实施例中，工件在进行第一级等温淬火时，因采用分级淬火油，其高温特性温度高，冷却速度大，且粘度低，故用此分级淬火油对工件进行淬火处理，使工件迅速通过C曲线鼻尖，冷却及淬透效果好。本实施例的分级淬火油由于闪点及燃点高，使用过程不仅热稳定性高、抗高温老化性强、使用寿命长，而且残炭及油烟少，对环境污染低污染。此外，该分级淬火油能使工件在100℃~180℃较高的油温中冷却，淬油时间短，使工件到达Ms线以上Bf线以下的过冷温度后稍停留再进入第二级空气炉进行稍高于第一级温度Bf线上等温处理。工件在热处理过程中，不易形成过量的马氏体，且由于低温冷却速度慢，第二级等温淬火用空气等温炉进行等温淬火，空气等温炉不仅价格低廉而且炉内的温度均匀且容易调控，工件应力变形小，从而生产制得HRC42~46高硬度、ób 1400Mpa高强度、αk15～30J／C㎡韧性恰当、综合性能好、加工性能良好、加工精度能保证的等温淬火球铁。
本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。
实施例3。
本发明的一种等温淬火球铁，包括以下重量百分比的组分，
C 3.3%
P 0.04%
S 0.015%
Mg 0.035%
Re 0.02%
Mn 1.5%
Si 3.0%
Cu 0.8%
B 0.02%
Nb 0.1％
Cr 0.15％
其余为Fe。
以上的，等温淬火球铁的基体组织为：体积百分比含量为85%的细针状铁素体、体积百分比含量为10%的回火马氏体、体积百分比含量为5 %的富碳奥氏体。
同时，本发明的一种等温淬火球铁淬火工艺，包括有以下步骤：（1）将工件加热到890℃的奥氏体化温度，保温处理1.5h使奥氏体碳饱和，得到富碳奥氏体，该富碳奥氏体的碳含量为1.2%；
（2）把经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中，使工件在1内冷却至180℃以上进行第一级等温淬火1；其中，工件的冷却速度为50℃/min；
（3）将经步骤（2）处理的工件在5内送入温度为250℃的空气等温炉中进行第二级等温淬火1min；
（4）将经步骤（3）处理的工件置于空气中自然冷却。
本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。
实施例4。
本实施例的等温淬火球铁，包括以下重量百分比的组分，
C 3.6%
P 0.035％
S 0.015％
Mg 0.025%
Re 0.015%
Mn 1.0%
Si 2.3%
Cu 0.3%
B 0.01%
Nb 0.035％
Cr 0.1％
其余为Fe。
以上的，等温淬火球铁的基体组织为：重量百分比含量为70%的细针状铁素体、重量百分比含量为5%的回火马氏体、重量百分比含量为25%的富碳奥氏体。
同时，本实施例的一种等温淬火球铁淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到880℃的奥氏体化温度，保温处理3.5h使奥氏体碳饱和，得到富碳奥氏体，该富碳奥氏体的碳含量为1.8%；
（2）把经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中，使工件在3s内冷却至240℃以下，进行第一级等温淬火15min；其中，工件的冷却速度为100℃/min，分级淬火油的重量为工件的重量的15倍；
（3）将经步骤（2）处理的工件在20s内送入温度为330℃的空气等温炉中进行第二级等温淬火3.5min；
（4）将经步骤（3）处理的工件置于空气中自然冷却。
本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。
实施例5。
本发明的一种等温淬火球铁，包括有以下重量百分比含量的组分，
C 3.8%
P 0.05
S 0.02
Mg 0.045%
Re 0.02%
Mn 2.5%
Si 3.2%
Cu 1.0%
B 0.08%
Nb 0.2%
Cr 0.3%
其余为Fe。
以上的，等温淬火球铁的基体组织为：体积百分比含量为78%的细针状铁素体、体积百分比含量为15%的回火马氏体、体积百分比含量为7%的富碳奥氏体。
同时，本实施例的一种等温淬火球铁淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到910℃的奥氏体化温度，保温处理2.5h使奥氏体碳饱和，得到富碳奥氏体，该富碳奥氏体的碳含量为1.5%；
（2）把经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中，使工件在2s内冷却至200℃，进行第一级等温淬火8min；其中，工件的冷却速度为80℃/min，分级淬火油的重量为工件的重量的12倍；
（3）将经步骤（2）处理的工件在10s内送入温度为220℃的空气等温炉中进行第二级等温淬火2.5min；
（4）将经步骤（3）处理的工件置于空气中自然冷却。
本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。
实施例6。
本发明的一种等温淬火球铁，包括以下重量百分比的组分，
C 3.3~3.8%
P 0.01％
S 0.005％
Mg 0.045%
Re 0.025%
Mn 2.0%
Si 2.8%
Cu 0.6%
B 0.04%
Nb 0.15
Cr0.25
其余为Fe。
本实施例的一种等温淬火球铁淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到900℃的奥氏体化温度，保温处理2h使奥氏体碳饱和，得到富碳奥氏体；
（2）把经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中，使工件在1~3s内冷却至220℃，进行第一级等温淬火10min；
（3）将经步骤（2）处理的工件在15s内送入温度为270℃的空气等温炉中进行第二级等温淬火1~3.5min；
（4）将经步骤（3）处理的工件置于空气中自然冷却。
本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。
实施例7。
本发明的一种等温淬火球铁，在实施例1的基础上，其成分还包括V、Ti、W、La、Ce及Sn的一种或者一种以上。
本实施例的一种等温淬火球铁淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到860℃的奥氏体化温度，保温处理使奥氏体碳饱和，得到富碳奥氏体；
（2）把经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中，使工件在冷却至马氏体开始转变温度以上贝氏体转变终止温度以下，进行第一级等温淬火；
（3）将经步骤（2）处理的工件送入空气等温炉中进行第二级等温淬火；
（4）将经步骤（3）处理的工件置于空气中自然冷却。
本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。
实施例8。
本发明的一种等温淬火球铁，与实施例7的不同之处在于，V、Ti、W、La、Ce及Sn的重量百分含量分别为0.03~0.58%、0.012~0.0023%、0.007~0.971%、0.005~0.023%、0.003~0.3%。
本实施例的一种等温淬火球铁淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到940℃的奥氏体化温度，保温处理使奥氏体碳饱和，得到富碳奥氏体；
（2）把经步骤（1）处理的工件放入分级淬火油中，使工件在冷却至马氏体开始转变温度以上贝氏体转变终止温度以下，进行第一级等温淬火；
（3）将经步骤（2）处理的工件送入空气等温炉中进行第二级等温淬火；
（4）将经步骤（3）处理的工件置于空气中自然冷却。本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种等温淬火球铁，其特征在于：包括有以下重量百分比含量的组分，
C 3.3 ~ 3.8%
P 0.01~0.05%
S 0.005~0.02%
Mg 0.025 ~ 0.045%
RE 0.015 ~ 0.03%
Mn 1.0 ~ 2.5%
Si 2.3 ~ 3.2%
Cu 0.3 ~ 1.0%
B 0.01 ~ 0.08%
Nb 0 ~ 0.2%
Cr 0.1～0.3％
其余为Fe；
等温淬火球铁的淬火工艺，包括有以下步骤：
（1）将工件加热到860~940℃的奥氏体化温度，保温处理的时间为1.0~3.5h至使奥氏体碳饱和；
（2）将经步骤（1）处理的工件置入分级淬火油中快速冷却的时间为1~3s，在分级淬火油中的第一级等温淬火的时间为1~15min，快速冷却至马氏体开始转变温度180℃以上，贝氏体转变终止温度240℃以下，进行第一级等温淬火；
（3）将经步骤（2）第一级等温淬火的工件快速送至空气等温炉中的时间为5~20s，在空气等温炉中的第二级等温淬火的时间为1~3.5min；
（4）将经步骤（3）第二级等温淬火的工件置于空气中自然冷却。
2.根据权利要求1所述的一种等温淬火球铁，其特征在于：Mn、Si、Cu、B、Nb、Cr的重量百分比含量如下，
Mn 1.0 ~ 2.0%
Si 2.8 ~ 3.2%
Cu 0.3 ~ 0.8%
B 0.01 ~ 0.04%
Nb 0.05 ~ 0.1%
Cr0.15～0.25％。
3.根据权利要求2所述的一种等温淬火球铁，其特征在于：Mn、Si、Cu、B、Nb、Cr的重量百分比含量如下，
Mn 2.0%
Si 3.0%
Cu 0.6%
B 0.02%
Nb 0.08%
Cr 0.15％。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种等温淬火球铁，其特征在于： 其基体组织为：体积百分比含量为70~ 85%的细针状铁素体 、体积百分比含量为2 ~ 20%的回火马氏体及体积百分比含量为5 ~ 28%的富碳奥氏体。
5.根据权利要求1所述的一种等温淬火球铁，其特征在于：所述等温淬火球铁淬火工艺的步骤（2）中，工件在淬火油中的冷却速度为50~100℃/min。
6.根据权利要求1所述的一种等温淬火球铁，其特征在于：等温淬火球铁淬火工艺，步骤（2）中，分级淬火油的重量为工件的重量的10~15倍。
7.根据权利要求1所述的一种等温淬火球铁，其特征在于：等温淬火球铁淬火工艺的步骤（3）中，空气等温炉中的温度为230~330℃。
8.根据权利要求1所述的一种等温淬火球铁，其特征在于：等温淬火球铁淬火工艺的步骤（2）中，分级淬火油的参数如下：
1）高闪点，闪点≥220℃；高燃点，燃点≥245℃；
2）低粘度，在40℃时，粘度≤75cm2/min；
3）特性温度≥670℃，冷却速度≥80℃/min；在300℃时冷却速度为2～3℃/ min，在200℃时冷却速度为1～2℃/ min。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1068599A (zh) * | 1991-06-28 | 1993-02-03 | 招远县黄金机械总厂 | 一种耐磨球墨铸铁 |
| CN1936368A (zh) * | 2006-10-17 | 2007-03-28 | 武汉理工大学 | 锰铜合金奥贝球铁汽车后桥螺旋锥齿轮及其制备方法 |
| CN102264931A (zh) * | 2008-12-18 | 2011-11-30 | 三菱重工业株式会社 | 球墨铸铁 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1068599A (zh) * | 1991-06-28 | 1993-02-03 | 招远县黄金机械总厂 | 一种耐磨球墨铸铁 |
| CN1936368A (zh) * | 2006-10-17 | 2007-03-28 | 武汉理工大学 | 锰铜合金奥贝球铁汽车后桥螺旋锥齿轮及其制备方法 |
| CN102264931A (zh) * | 2008-12-18 | 2011-11-30 | 三菱重工业株式会社 | 球墨铸铁 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 分级等温淬火球磨铸铁的组织与性能;周世权;《热加工工艺》;19931231(第5期);第17-19页 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106756464A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 宁国市华丰耐磨材料有限公司 | 一种大尺径奥铁体球墨铸铁磨球的制备方法 |
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