CN111876655A - 一种提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸铁铸造和热处理技术领域,公开了一种提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,加入添加剂Sb消除畸变石墨的原则,确定炉前的化学成分;再一次进行球化处理、孕育处理、初测冲击强度、低温石墨化热处理、再测冲击强度。本发明在铸造过程选取按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,多级孕育、加入添加剂Sb消除畸变石墨,减少过冷石墨和自由渗碳体的产生,促进铁液按照稳定系共晶进行凝固;同时本发明通过低温石墨化退火以消除珠光体,将机体组织的铁素体含量提高到90%以上,从而达到提高机体冲击强度的目的。
Description
技术领域
本发明属于铸铁铸造和热处理技术领域,尤其涉及一种提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法。
背景技术
目前,大型高强韧球墨铸铁某型柴油机机体,材质为QT400-18A,机械性能(附铸试样)抗拉强度≥390(MPa),屈服强度≥250(MPa),延伸率>15%,布氏硬度=140~180(HBS),冲击强度:Kv平均≥14焦耳,Kv个别≥11焦耳。石墨形态:Ⅴ~Ⅵ、大小:4~5。基体:铁素体≥90%。现有技术通过熔化工艺参数控制,无法铸态达到机体本体冲击强度范围的要求, 造成大型高强韧球墨铸铁机体本体冲击强度不足。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有技术通过熔化工艺参数控制,无法铸态达到机体本体冲击强度范围的要求, 造成大型高强韧球墨铸铁机体本体冲击强度不足。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法。
本发明是这样实现的,一种提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,所述提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,包括:
步骤一,按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,加入添加剂Sb消除畸变石墨的原则,确定炉前的化学成分;
步骤二,球化处理,选用Mg10%、RE7%的低稀土+镁硅铁球化剂句容亚峰YFQ7A;最终基体中残余镁应保持在0.03~0.05%,残余稀土控制在0.01~0.04%;
步骤三,孕育处理,球墨铸铁原铁液中添加球化剂后过冷倾向增大,添加孕育剂;
步骤四,初测冲击强度:打箱清理后检查机体的冲击强度,机体冲击强度大致在8~12焦耳范围;
步骤五,低温石墨化热处理,在铸态组织中铁素体<90%时或机体冲击强度低于要求时进行低温石墨化退火;在加热温度不高于A1的730~760℃阶段保温, 并且将机体缸孔面朝上在台车上垫平,距离窑壁之间≥150~200,距离窑顶高度≥300~500;
步骤六,再测冲击强度,测定值的算术平均值达到≥14焦耳以上。
进一步,所述步骤一中,确定炉前的化学成分为:C:3.8~3.9,Si:1.2~1.4,Mn:0.2~0.3,S:≤0.015 ,P:<0.04 ,Ti≤0.15,Sb:0.002~0.006 。
进一步,所述步骤二中,球化处理具体过程为:
在浇包的球化坑内加入1.2%的句容亚峰YFQ6A,上部覆盖0.4%的句容亚峰YFY-150,再覆盖0.3%的球铁铁屑,逐层适当紧实后覆盖球化钢板,最后压生铁 2~4 块,0.2%预处理剂的句容亚峰YFYY-2加入浇包非球化坑。
进一步,所述选用浇包的高与内径之比H/D=1.5~1.8,采用堤坝式包底,球化坑面积占到包底面积的1/2,预热600~800(暗红或红色),向堤坝内装入球化剂;
出炉时铁液冲向未放置球化剂一侧,冲入2/3~1/2铁液,等球化反应沸腾1min左右,待球化反应将要结束时再冲入其余铁液,并随流在出铁槽添加孕育剂;补加铁液时液面逸出镁光及白黄色火焰表示正常,处理后铁液表面易形成氧化膜表示正常。
进一步,所述球化剂中的稀土含量确定过程为:使球化处理后的有效残留稀土量满足RE≥0.4Ti-0.024%,其中Ti≤0.15%,并且使Mg残/RE残>1;
当原铁液中铁液的含硫量高,球化后残留硫量较高,表明有一部分残留稀土与硫化合存在与铸铁中,另一部分残余稀土用于抵消干扰元素,此时,残余稀土量应高于上式的有效残余稀土量;最终,残余稀土控制在0.01~0.04%之间。
进一步,所述步骤二中,在球化过程中,Sb作为添加剂加入,富集在石墨界面处消除氧在此的富集;根据机体壁厚大小,适量加入0.002~0.006%的Sb消除畸变石墨,获得球状石墨。
进一步,所述步骤三中,孕育处理具体过程为:
炉前冲入孕育:句容亚峰YFY-150,加入量0.4%;
瞬时孕育:YFY-380,加入量0.1%;
孕育剂采用定量浇口杯进行浇注,并使用含铋强烈增加石墨球数;浇注前将全部句容亚峰YFY-380孕育剂撒入浇包杯底部,再将浇包内的铁液全部导入浇口杯中,使铁水得到充分孕育,待测温符合工艺浇注温度后拔塞浇注。
进一步,所述步骤五中,低温石墨化热处理的具体过程为:
加热预处理:在加热过程中在400℃左右停留,即加热预处理;
升温阶段:小于250℃时机体入炉,以≤50℃/小时的速度进行缓慢加热至730~760℃进行低温石墨化处理;
保温阶段:在730~760℃处保温,以每小时热透25mm计算确定机体的保温时间为4~5小时;
冷却阶段:继续保温已不在发生组织变化,以≤50℃/小时的速度进行降温至600℃,然后随炉冷却至200℃出炉。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:
(1)本发明在铸造过程选取按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,多级孕育、加入添加剂Sb消除畸变石墨,减少过冷石墨和自由渗碳体的产生,促进铁液按照稳定系共晶进行凝固;同时达到细化晶粒增加界面,改善较低温度下的石墨化动力学条件,加强铸铁内在的石墨化因素,从而增加初始石墨核心数以减少扩散距离的目的。低温石墨化退火将机体加热到不高于A1温度730~760℃进行低温石墨化处理以消除珠光体,以每小时热透25mm计算确定保温时间,促进机体生成铁素体,减少珠光体量,将机体组织的铁素体含量提高到90%以上,从而达到提高机体冲击强度的目的。因此,本发明能够有效解决大型高强韧球墨铸铁机体本体冲击强度不足的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的机体热处理工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,包括:
S101:按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,加入添加剂Sb消除畸变石墨的原则,确定炉前的化学成分。
S102:球化处理,选用Mg10%、RE7%的低稀土+镁硅铁球化剂句容亚峰YFQ7A;最终基体中残余镁应保持在0.03~0.05%,残余稀土控制在0.01~0.04%。
S103:孕育处理,球墨铸铁原铁液中添加球化剂后过冷倾向增大,添加孕育剂。
S104:初测冲击强度:打箱清理后检查机体的冲击强度,机体冲击强度大致在8~12焦耳范围。
S105:低温石墨化热处理,在铸态组织中铁素体<90%时或机体冲击强度低于要求时进行低温石墨化退火;在加热温度不高于A1的730~760℃阶段保温, 并且将机体缸孔面朝上在台车上垫平,距离窑壁之间≥150~200,距离窑顶高度≥300~500。
S106:再测冲击强度,测定值的算术平均值达到≥14焦耳以上。
本发明实施例提供的S101中,确定炉前的化学成分为:C:3.8~3.9,Si:1.2~1.4,Mn:0.2~0.3,S:≤0.015 ,P:<0.04 ,Ti≤0.15,Sb:0.002~0.006 。
本发明实施例提供的S102中,球化处理具体过程为:
在浇包的球化坑内加入1.2%的句容亚峰YFQ6A,上部覆盖0.4%的句容亚峰YFY-150,再覆盖0.3%的球铁铁屑,逐层适当紧实后覆盖球化钢板,最后压生铁 2~4 块,0.2%预处理剂的句容亚峰YFYY-2加入浇包非球化坑。
所述选用浇包的高与内径之比H/D=1.5~1.8,采用堤坝式包底,球化坑面积占到包底面积的1/2,预热600~800(暗红或红色),向堤坝内装入球化剂等。出炉时铁液冲向未放置球化剂一侧,冲入2/3~1/2铁液,等球化反应沸腾1min左右,待球化反应将要结束时再冲入其余铁液,并随流在出铁槽添加孕育剂。补加铁液时液面逸出镁光及白黄色火焰表示正常,处理后铁液表面易形成氧化膜表示正常。
所述球化剂中的稀土含量确定过程为:使球化处理后的有效残留稀土量满足RE≥0.4Ti-0.024%,其中Ti≤0.15%,并且使Mg残/RE残>1;
如果原铁液中铁液的含硫量高,球化后残留硫量较高,表明有一部分残留稀土与硫化合存在与铸铁中,另一部分残余稀土用于抵消干扰元素,此时,残余稀土量应高于上式的有效残余稀土量,最终,残余稀土控制在0.01~0.04%之间。
本发明实施例提供的S102中,在球化过程中,Sb作为添加剂加入,富集在石墨界面处消除氧在此的富集;根据机体壁厚大小,适量加入0.002~0.006%的Sb消除畸变石墨,获得球状石墨。
本发明实施例提供的S103中,孕育处理具体过程为:
炉前冲入孕育:句容亚峰YFY-150,加入量0.4%。
瞬时孕育:YFY-380,加入量0.1%。
孕育剂采用定量浇口杯进行浇注,并使用含铋强烈增加石墨球数;浇注前将全部句容亚峰YFY-380孕育剂撒入浇包杯底部,再将浇包内的铁液全部导入浇口杯中,使铁水得到充分孕育,待测温符合工艺浇注温度后拔塞浇注。
本发明实施例提供的S105中,低温石墨化热处理的具体过程为:
加热预处理:在加热过程中在400℃左右停留,即加热预处理。
升温阶段:小于250℃时机体入炉,以≤50℃/小时的速度进行缓慢加热至730~760℃进行低温石墨化处理。
保温阶段:在730~760℃处保温,以每小时热透25mm计算确定机体的保温时间为4~5小时。
冷却阶段:继续保温已不在发生组织变化,以≤50℃/小时的速度进行降温至600℃,然后随炉冷却至200℃出炉。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
铸造过程选取按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,多级孕育、加入添加剂Sb消除畸变石墨,减少过冷石墨和自由渗碳体的产生,促进铁液按照稳定系共晶进行凝固;同时,达到细化晶粒增加界面,改善较低温度下的石墨化动力学条件,加强铸铁内在的石墨化因素,从而增加初始石墨核心数以减少扩散距离的目的。低温石墨化退火将机体加热到不高于A1温度730~760℃进行低温石墨化处理以消除珠光体,以每小时热透25mm计算确定保温时间,促进机体生成铁素体,减少珠光体量,将机体组织的铁素体含量提高到90%以上,从而达到提高机体冲击强度的目的。本发明有效解决了大型高强韧球墨铸铁机体本体冲击强度不足的问题。
本发明通过控制机体化学成分、多级孕育等工艺参数,并对机体进行低温石墨化热处理的方法,具体过程如下:
第一步:按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,加入添加剂Sb消除畸变石墨的原则,确定炉前的化学成分(%):
C:3.8~3.9,Si:1.2~1.4,Mn:0.2~0.3,S:≤0.015 ,P:<0.04 ,Ti≤0.15,Sb:0.002~0.006 。
碳当量高容易产生石墨漂浮,但过低又容易产生缩松、缩孔等缺陷,综合考虑,碳量3.8~3.9%,Si高容易引起异形石墨,提高低温脆性。因此要控制终Si量,在保证铁素体量的条件下尽量降低硅量,控制在1.2~1.4%,碳当量控制在4.5~4.7%。
Mn是促进碳化物生成形成元素且易产生偏析,阻碍热处理过程珠光体的转变须加以控制,推荐在0.1~0.4%,铁素体球墨铸铁取中下限。
S较强烈的阻碍石墨化,会形成FeS-Fe共晶体分布在晶界上,既阻碍碳扩散,又降低球墨铸铁的塑性,因此,要求硫含量低,生产中常用锰和硫的相互作用来抑制硫的不良影响。但S含量过低会造成结晶核心不足,使基体组织的石墨球变大,石墨球数变少。经过生产验证,球墨铸铁球化处理时,炉前铁水中S控制在0.008~0.015之间效果较好。
P易产生偏析导致铸件脆性增加,降低韧性,阻碍热处理过程珠光体的转变,使用低磷的炉料,严格限制反白口化元素和反球化元素的含量;
生铁中Ti是主要的干扰元素中含量最高的,占到干扰元素总量的71~87%,炉前应严格控制Ti的输入量,总体铁液中要将Ti控制在小于或等于0.15%的范围。
第二步:球化处理
选用Mg10%、RE7%的低稀土+镁硅铁球化剂句容亚峰YFQ7A。最终基体中残余镁应保持在0.03~0.05%,残余稀土控制在0.01~0.04%,表明球化效果较好。
在浇包的球化坑内加入1.2%的句容亚峰YFQ6A,上部覆盖0.4%的句容亚峰YFY-150,再覆盖0.3%的球铁铁屑,逐层适当紧实后覆盖球化钢板,最后压生铁 2~4 块。0.2%预处理剂的句容亚峰YFYY-2加入浇包非球化坑。
选用浇包的高与内径之比H/D=1.5~1.8,采用堤坝式包底,球化坑面积占到包底面积的1/2,预热600~800(暗红或红色),向堤坝内装入球化剂等。出炉时铁液冲向未放置球化剂一侧,冲入2/3~1/2铁液,等球化反应沸腾1min左右,待球化反应将要结束时再冲入其余铁液,并随流在出铁槽添加孕育剂。补加铁液时液面逸出镁光及白黄色火焰表示正常,处理后铁液表面易形成氧化膜表示正常。
球化剂中的稀土含量应能保证球化处理后的有效残留稀土量满足RE≥0.4Ti-0.024%,其中Ti≤0.15%,为保证石墨球圆整,避免稀土在晶间偏析,应使Mg残/RE残>1,如果原铁液中铁液的含硫量高,球化后残留硫量也较高,说明有一部分残留稀土与硫化合存在与铸铁中,另一部分残余稀土用于抵消干扰元素,此时,残余稀土量应高于上式的有效残余稀土量,最终,残余稀土控制在0.01~0.04%之间。
在球化过程中,Sb作为添加剂加入有强烈的表面吸附特性,能富集在石墨界面处消除氧在此的富集,根据机体壁厚大小,适量加入0.002~0.006%的Sb可消除碎块状石墨,从而消除畸变石墨,获得球状石墨。
第三步:孕育处理
球墨铸铁原铁液中添加球化剂后过冷倾向增大,添加孕育剂主要是减少过冷石墨,抑制渗碳体的析出,促进析出大量细小圆整的石墨球。
1、炉前冲入孕育:句容亚峰YFY-150,加入量0.4%。
机体属厚大件且铁液运转浇注过程时间较长,为减缓孕育衰退,选用句容亚峰YFY-150硅钡孕育剂,有很强的促进石墨化和抗衰退能力,能有效控制石墨形态及石墨的长短,可改善铸件中的石墨组织和分布状况,避免出现渗碳体的产生,减少厚薄部位的硬度差,显著降低铸铁的白口倾向。
2、瞬时孕育:YFY-380,加入量0.1%。
为保证孕育剂能充分与铁液融合提高孕育效果,采用定量浇口杯进行浇注,并使用含铋强烈增加石墨球数的,可显著增加基体的石墨球数。浇注前将全部句容亚峰YFY-380孕育剂撒入浇包杯底部,再将浇包内的铁液全部导入浇口杯中,使铁水得到充分孕育,待测温符合工艺浇注温度后拔塞浇注,能有效减少过冷石墨和自由渗碳体的产生,促进铁液按照稳定系共晶进行凝固。
第四步:初测冲击强度:打箱清理后检查机体的冲击强度,机体冲击强度大致在8~12焦耳范围。
第五步:低温石墨化热处理:
在铸态组织中铁素体<90%时或机体冲击强度低于要求时进行低温石墨化退火,以分解珠光体,改善组织韧性。低温石墨化的特点在于退火的加热温度不高于A1温度,关键是要改善较低温度下的石墨化动力学条件,以加强铸铁内在的石墨化因素,细化晶粒增加界面,从而增加初始石墨核心数以减少扩散距离。
在加热温度不高于A1的730~760℃阶段保温,碳原子通过α固溶体,晶粒边界、晶内缺陷进行扩散,共晶渗碳体和珠光体几乎同时分解,铸铁组织由原来的珠光体加莱氏体直接转变为铁素体加石墨。
将机体缸孔面朝上在台车上垫平,距离窑壁之间≥150~200,距离窑顶高度≥300~500,保证机体周围炉气流通顺利。
加热预处理:在加热过程中也可在400℃左右稍加停留,即加热预处理,能增加厚大断面铸铁石墨核心数,缩短退火时间。经过核算,经过300~500℃的时间在3~5小时,已含有加热预处理的时间。
升温阶段:小于250℃时机体入炉,以≤50℃/小时的速度进行缓慢加热至730~760℃进行低温石墨化处理,共晶渗碳体和珠光体几乎同时分解,铸铁组织由原来的珠光体加莱氏体逐步分解成铁素体加石墨。
保温阶段:在730~760℃处保温,以每小时热透25mm计算确定机体的保温时间为4~5小时,使珠光体加莱氏体逐步完全分解成铁素体加石墨。
冷却阶段:继续保温已不在发生组织变化,为防止回火脆性发生,以≤50℃/小时的速度进行降温至600℃,然后随炉冷却至200℃出炉,可将机体铁素体含量提高到95%以上。热处理工艺如图2所示。
第五步:再测冲击强度:测定值的算术平均值可达到≥14焦耳以上。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,包括:
步骤一,按照高碳当量、高碳低硅、控制Mn、S,限制P、Ti,加入添加剂Sb消除畸变石墨的原则,确定炉前的化学成分;
步骤二,球化处理,选用Mg10%、RE7%的低稀土+镁硅铁球化剂句容亚峰YFQ7A;最终基体中残余镁应保持在0.03~0.05%,残余稀土控制在0.01~0.04%;
步骤三,孕育处理,球墨铸铁原铁液中添加球化剂后过冷倾向增大,添加孕育剂;
步骤四,初测冲击强度,打箱清理后检查机体的冲击强度,机体冲击强度大致在8~12焦耳范围;
步骤五,低温石墨化热处理,在铸态组织中铁素体<90%时或机体冲击强度低于要求时进行低温石墨化退火;在加热温度不高于730~760℃阶段保温, 并且将机体缸孔面朝上在台车上垫平,距离窑壁≥150~200,距离窑顶高度≥300~500;
步骤六,再测冲击强度,测定值的算术平均值达到≥14焦耳。
2.如权利要求1所述的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述步骤一中,确定炉前的化学成分为:C:3.8~3.9,Si:1.2~1.4,Mn:0.2~0.3,S:≤0.015 ,P:<0.04 ,Ti≤0.15,Sb:0.002~0.006 。
3.如权利要求1所述的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述步骤二中,球化处理具体过程为:
在浇包的球化坑内加入1.2%的句容亚峰YFQ6A,上部覆盖0.4%的句容亚峰YFY-150,再覆盖0.3%的球铁铁屑,逐层适当紧实后覆盖球化钢板,最后压生铁 2~4 块,0.2%预处理剂加入浇包非球化坑。
4.如权利要求3所述的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述选用浇包的高与内径之比H/D=1.5~1.8,采用堤坝式包底,球化坑面积占到包底面积的1/2,预热600~800,向堤坝内装入球化剂;
出炉时铁液冲向未放置球化剂一侧,冲入2/3~1/2铁液,等球化反应沸腾1min左右,待球化反应将要结束时再冲入其余铁液,并随流在出铁槽添加孕育剂;补加铁液时液面逸出镁光,处理后铁液表面形成氧化膜。
5.如权利要求4所述的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述球化剂中的稀土含量确定过程为:使球化处理后的有效残留稀土量满足RE≥0.4Ti-0.024%, Ti≤0.15%,并且使Mg残/RE残>1;
当原铁液中铁液的含硫量高,球化后残留硫量较高,表明有一部分残留稀土与硫化合存在与铸铁中,另一部分残余稀土用于抵消干扰元素,残余稀土量应高于上式的有效残余稀土量;最终,残余稀土控制在0.01~0.04%。
6.如权利要求1所述的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述步骤二中,在球化过程中,Sb作为添加剂加入,富集在石墨界面处消除氧在此的富集;根据机体壁厚大小,适量加入0.002~0.006%的Sb消除畸变石墨,获得球状石墨。
7.如权利要求1所述的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述步骤三中,孕育处理具体过程为:
炉前冲入孕育:句容亚峰YFY-150,加入量0.4%;
瞬时孕育:YFY-380,加入量0.1%;
孕育剂采用定量浇口杯进行浇注,并使用含铋强烈增加石墨球数;浇注前将全部句容亚峰YFY-380孕育剂撒入浇包杯底部,再将浇包内的铁液全部导入浇口杯中,使铁水得到充分孕育,待测温符合工艺浇注温度后拔塞浇注。
8.如权利要求1所述的提高大型高强韧球墨铸铁柴油机机体冲击强度的方法,其特征在于,所述步骤五中,低温石墨化热处理的具体过程为:
加热预处理:在加热过程中在400℃左右停留,即加热预处理;
升温阶段:小于250℃时机体入炉,以≤50℃/小时的速度进行缓慢加热至730~760℃进行低温石墨化处理;
保温阶段:在730~760℃处保温,以每小时热透25mm计算确定机体的保温时间为4~5小时;
冷却阶段:继续保温已不在发生组织变化,以≤50℃/小时的速度进行降温至600℃,然后随炉冷却至200℃出炉。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114700461A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-07-05 | 山西康腾威机械制造有限公司 | 一种消除自由渗碳体的薄壁球墨铸铁件铸造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103290300A (zh) * | 2013-06-18 | 2013-09-11 | 日月重工股份有限公司 | 厚大断面铁素体球墨铸铁的铸造方法 |
CN103436772A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-11 | 常州华德机械有限公司 | -60℃低温韧性铁素体球墨铸铁及其制备方法 |
CN103757172A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-04-30 | 恒天重工股份有限公司 | 一种球墨铸铁的制备方法 |
CN103981434A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-13 | 河南理工大学 | 一种高强韧球墨铸铁的制备方法 |
CN111304522A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-19 | 陕西柴油机重工有限公司 | 提高大型高牌号灰铸铁柴油机机体本体硬度的方法 |
-
2020
- 2020-07-14 CN CN202010672473.1A patent/CN111876655A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103290300A (zh) * | 2013-06-18 | 2013-09-11 | 日月重工股份有限公司 | 厚大断面铁素体球墨铸铁的铸造方法 |
CN103436772A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-11 | 常州华德机械有限公司 | -60℃低温韧性铁素体球墨铸铁及其制备方法 |
CN103757172A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-04-30 | 恒天重工股份有限公司 | 一种球墨铸铁的制备方法 |
CN103981434A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-13 | 河南理工大学 | 一种高强韧球墨铸铁的制备方法 |
CN111304522A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-19 | 陕西柴油机重工有限公司 | 提高大型高牌号灰铸铁柴油机机体本体硬度的方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
中华人民共和国第一机械工业部统编: "《化铁工艺学》", 30 November 1982, 科学普及出版社 * |
李安敏等: "《金属材料学》", 30 April 2017, 电子科技大学出版社 * |
李蒙等: "大断面低温铁素体球墨铸铁的试验研究", 《热加工工艺》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114700461A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-07-05 | 山西康腾威机械制造有限公司 | 一种消除自由渗碳体的薄壁球墨铸铁件铸造方法 |
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