CN113174476A - 一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，涉及球墨铸铁技术领域，该球墨铸铁磨球淬火工艺方法包括奥氏体化处理；奥氏体化后冷却处理；贝氏体等温淬火处理和球墨铸铁回火处理。本发明采用在奥氏体化加工的过程中随着球墨铸铁磨球的化学元素变化进行温度和时间的控制，使该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的奥氏体化加工更加精准，便于该工艺方法进行接下来的加工工作，提高了该工艺方法的加工效率，通过对淬火工作之前的球墨铸铁磨球进行淬火液的喷涂，避免了将球墨铸铁磨球直接放置进入淬火炉中进行淬火，容易使球墨铸铁磨球产生裂纹的状况发生，提高球墨铸铁磨球的淬火质量，从而进一步提高了该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及球墨铸铁技术领域，具体涉及一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法。
背景技术
球墨铸铁是一种通过球化和孕育处理得到的碳以球状石墨析出，且石墨呈球状分布的铸铁，具有良好的铸造性、耐磨性、切削加工性。球墨铸铁具有优良的力学性能和工艺性能，并能通过热处理进一步提高其力学性能。球墨铸铁在热处理过程中，经常采用正火、等温淬火等方式提高其强度及硬度。通过正火热处理其基体可以获得90％以上的细珠光体和少量的铁素体，从而使得球墨铸铁的强度达到600－900MPa，硬度达到30＝40HRC。通过等温淬火热处理后的球墨铸铁基体则由贝氏体型铁素体和残余奥氏体组成，其强度是经正火热处理后的两倍，硬度≥50HRC。因此球墨铸铁等温淬火热处理工艺得到广泛研究及应用。
针对现有技术存在以下问题：
1、传统的球墨铸铁磨球淬火工艺方法中，在对球墨铸铁磨球进行奥氏体化加工时，采用单一的温度控制，当该球墨铸铁磨球的内部的金属元素发生变化时，对奥氏体加工后的球墨铸铁磨球质量也会产生影响，从而影响接下来的淬火流程；
2、传统的球墨铸铁磨球淬火工艺方法中，通常将球墨铸铁磨球直接放置进入淬火炉中进行淬火，容易使球墨铸铁磨球在高温下产生裂纹，该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的实用性变差，因此需要进行结构创新来解决具体问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其中一种目的是为了具备在奥氏体化加工的过程中随着球墨铸铁磨球的化学元素变化进行温度和时间的控制的功能，解决传统的球墨铸铁磨球淬火工艺方法中，在对球墨铸铁磨球进行奥氏体化时，采用单一的温度控制，当该球墨铸铁磨球的内部的金属元素发生变化时，对奥氏体加工后的球墨铸铁磨球质量也会产生影响的问题；其中另一种目的是为了解决传统的球墨铸铁磨球淬火工艺方法中，通常将球墨铸铁磨球直接放置进入淬火炉中进行淬火，容易使球墨铸铁磨球在高温下产生裂纹问题，以达到提高该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的实用性的效果。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，包括以下步骤，
步骤一：奥氏体化处理；
步骤二：奥氏体化后冷却处理；
步骤三：贝氏体等温淬火处理；
步骤四：球墨铸铁磨球回火处理。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤一中奥氏体化处理时，完成奥氏体化温度为880℃－960℃，当Si、P较高时，采用较高的奥氏体化温度对于低合金的ADI合金元素Cu、Ni、Mo等可以降低奥氏体温度。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤一中奥氏体化处理时，铸造组织中若含有碳化物，则奥氏体化加热温度和保温时间应适当提高，奥氏体化保温时间在180－240min。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤二中奥氏体化后冷却处理时，采用风机冷却，冷却时间为15－20min。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤三中贝氏体等温淬火处理包括以下步骤，
S1：将球墨铸铁磨球加热到800－850℃，加热时间为10min。待其冷却至570－620℃后迅速放入淬火液中，待表面温度降低至270－300℃取出；
S2：球墨铸铁磨球将淬入热浴中，使热浴内部温度升高至350－380℃；
S3：控制热浴内部等温时间为120－150min；
S4：将热浴内部的球墨铸铁磨球取出，空冷至室温。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤四中球墨铸铁回火处理时，采用高温回火的方式，回火的温度为600－640℃，回火工作完成后取出使用冷却设备进行冷却，冷却设备内部均匀设置有多个冷却液喷雾口，在球墨铸铁回火工作完成的前30－60S，需将冷却液喷雾口打开。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S1中淬火液采用PAG淬火液，PAG淬火液为一种高分子聚合物水溶性淬火液。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S2中的热浴为硝盐浴，金属浴或浮动粒子炉。
由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
1、本发明提供一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，采用在奥氏体化加工的过程中随着球墨铸铁磨球的化学元素变化进行温度和时间的控制，当Si、P较高时，采用较高的奥氏体化温度的加工方式，球墨铸铁磨球中若含有碳化物时，则奥氏体化加热温度和保温时间应适当提高，使该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的奥氏体化加工更加精准，便于该工艺方法进行接下来的加工工作，提高了该工艺方法的加工效率。
2、本发明提供一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，通过对淬火工作之前的球墨铸铁磨球进行淬火液的喷涂，避免了将球墨铸铁磨球直接放置进入淬火炉中进行淬火，容易使球墨铸铁磨球产生裂纹的状况发生，提高球墨铸铁磨球的淬火质量，从而进一步提高了该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的实用性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
本发明提供了一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，包括以下步骤，
步骤一：奥氏体化处理，奥氏体化处理时，完成奥氏体化温度为890℃当Si、P较高时，采用较高的奥氏体化温度对于低合金的ADI合金元素Cu、Ni、Mo等可以降低奥氏体温度，奥氏体化处理时，铸造组织中若含有碳化物，则奥氏体化加热温度和保温时间应适当提高，奥氏体化保温时间在180min；
步骤二：奥氏体化后冷却处理，冷却处理时，采用风机冷却，冷却时间为15min；
步骤三：贝氏体等温淬火处理，贝氏体等温淬火处理包括以下步骤，
S1：将球墨铸铁磨球加热到810℃，加热时间为10min。待其冷却至570－620℃后迅速放入淬火液中，待表面温度降低至270－300℃取出，淬火液采用PAG淬火液，PAG淬火液为一种高分子聚合物水溶性淬火液；
S2：球墨铸铁磨球将淬入热浴中，使热浴内部温度升高至370℃，热浴为硝盐浴，金属浴或浮动粒子炉；
S3：控制热浴内部等温时间为120min；
S4：将热浴内部的球墨铸铁磨球取出，空冷至室温；
步骤四：球墨铸铁磨球回火处理，球墨铸铁回火处理时，采用高温回火的方式，回火的温度为600℃，回火工作完成后取出使用冷却设备进行冷却，冷却设备内部均匀设置有多个冷却液喷雾口，在球墨铸铁回火工作完成的前30－60S，需将冷却液喷雾口打开。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：包括以下步骤，
步骤一：奥氏体化处理，奥氏体化处理时，完成奥氏体化温度为920℃，当Si、P较高时，采用较高的奥氏体化温度对于低合金的ADI合金元素Cu、Ni、Mo等可以降低奥氏体温度，奥氏体化处理时，铸造组织中若含有碳化物，则奥氏体化加热温度和保温时间应适当提高，奥氏体化保温时间在200min；
步骤二：奥氏体化后冷却处理，冷却处理时，采用风机冷却，冷却时间为17min；
步骤三：贝氏体等温淬火处理，贝氏体等温淬火处理包括以下步骤，
S1：将球墨铸铁磨球加热到830℃，加热时间为10min。待其冷却至570－620℃后迅速放入淬火液中，待表面温度降低至270－300℃取出，淬火液采用PAG淬火液，PAG淬火液为一种高分子聚合物水溶性淬火液；
S2：球墨铸铁磨球将淬入热浴中，使热浴内部温度升高至350－380℃，热浴为硝盐浴，金属浴或浮动粒子炉；
S3：控制热浴内部等温时间为130min；
S4：将热浴内部的球墨铸铁磨球取出，空冷至室温；
步骤四：球墨铸铁磨球回火处理，球墨铸铁回火处理时，采用高温回火的方式，回火的温度为620℃，回火工作完成后取出使用冷却设备进行冷却，冷却设备内部均匀设置有多个冷却液喷雾口，在球墨铸铁回火工作完成的前30－60S，需将冷却液喷雾口打开。
实施例3
在实施例1、实施例2的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，包括以下步骤，
步骤一：奥氏体化处理，奥氏体化处理时，完成奥氏体化温度为940℃，当Si、P较高时，采用较高的奥氏体化温度对于低合金的ADI合金元素Cu、Ni、Mo等可以降低奥氏体温度，奥氏体化处理时，铸造组织中若含有碳化物，则奥氏体化加热温度和保温时间应适当提高，奥氏体化保温时间在240min；
步骤二：奥氏体化后冷却处理，冷却处理时，采用风机冷却，冷却时间为19min；
步骤三：贝氏体等温淬火处理，贝氏体等温淬火处理包括以下步骤，
S1：将球墨铸铁磨球加热到840℃，加热时间为10min。待其冷却至570－620℃后迅速放入淬火液中，待表面温度降低至270－300℃取出，淬火液采用PAG淬火液，PAG淬火液为一种高分子聚合物水溶性淬火液；
S2：球墨铸铁磨球将淬入热浴中，使热浴内部温度升高至350－380℃，热浴为硝盐浴，金属浴或浮动粒子炉；
S3：控制热浴内部等温时间为140min；
S4：将热浴内部的球墨铸铁磨球取出，空冷至室温；
步骤四：球墨铸铁磨球回火处理，球墨铸铁回火处理时，采用高温回火的方式，回火的温度为630℃，回火工作完成后取出使用冷却设备进行冷却，冷却设备内部均匀设置有多个冷却液喷雾口，在球墨铸铁回火工作完成的前30－60S，需将冷却液喷雾口打开。
以上实施例所加工出的球墨铸铁磨球的物理性能参数如下表：
| 数据 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 硬度HBS |
| 实施例1 | 945 | 573 | 235 |
| 实施例2 | 953 | 579 | 238 |
| 实施例3 | 957 | 586 | 241 |
本发明所提供的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其有益效果为：
本发明采用在奥氏体化加工的过程中随着球墨铸铁磨球的化学元素变化进行温度和时间的控制，当Si、P较高时，采用较高的奥氏体化温度的加工方式，球墨铸铁磨球中若含有碳化物时，则奥氏体化加热温度和保温时间应适当提高，使该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的奥氏体化加工更加精准，便于该工艺方法进行接下来的加工工作，提高了该工艺方法的加工效率。
本发明通过对淬火工作之前的球墨铸铁磨球进行淬火液的喷涂，避免了将球墨铸铁磨球直接放置进入淬火炉中进行淬火，容易使球墨铸铁磨球产生裂纹的状况发生，提高球墨铸铁磨球的淬火质量，从而进一步提高了该球墨铸铁磨球淬火工艺方法的实用性。
上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一：奥氏体化处理；
步骤二：奥氏体化后冷却处理；
步骤三：贝氏体等温淬火处理；
步骤四：球墨铸铁磨球回火处理。
2.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：所述步骤一中奥氏体化处理时，完成奥氏体化温度为880℃－960℃，当Si、P较高时，采用较高的奥氏体化温度对于低合金的ADI合金元素Cu、Ni、Mo等可以降低奥氏体温度。
3.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：所述步骤一中奥氏体化处理时，铸造组织中若含有碳化物，则奥氏体化加热温度和保温时间应适当提高，奥氏体化保温时间在180－240min。
4.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：所述步骤二中奥氏体化后冷却处理时，采用风机冷却，冷却时间为15－20min。
5.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：所述步骤三中贝氏体等温淬火处理包括以下步骤，
S1：将球墨铸铁磨球加热到800－850℃，加热时间为10min。待其冷却至570－620℃后迅速放入淬火液中，待表面温度降低至270－300℃取出；
S2：球墨铸铁磨球将淬入热浴中，使热浴内部温度升高至350－380℃；
S3：控制热浴内部等温时间为120－150min；
S4：将热浴内部的球墨铸铁磨球取出，空冷至室温。
6.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：所述步骤四中球墨铸铁回火处理时，采用高温回火的方式，回火的温度为600－640℃，回火工作完成后取出使用冷却设备进行冷却，冷却设备内部均匀设置有多个冷却液喷雾口，在球墨铸铁回火工作完成的前30－60S，需将冷却液喷雾口打开。
7.根据权利要求5所述的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：所述步骤S1中淬火液采用PAG淬火液，PAG淬火液为一种高分子聚合物水溶性淬火液。
8.根据权利要求5所述的一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法，其特征在于：所述步骤S2中的热浴为硝盐浴，金属浴或浮动粒子炉。
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