CN113802048A - 一种cadi磨球热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CADI磨球热处理工艺，本发明涉及CADI磨球热处理技术领域，包括以下步骤：S1、铁水熔炼处理；S2、铁水成分加工处理；S3、盐浴制备处理；S4、奥氏体化加热处理；S5、盐浴等温淬火处理；S6、铁件冷却处理；S7、磨球处理。该工艺能够获得显微组织为石墨球、碳化物、针状铁素体和残余奥氏体组成的CADI产品，硬韧性匹配较好，铸球的硬度和冲击韧性好，跟传统的奥氏加热相比，缩短了一半的时长，不仅使CADI产品的硬度和冲击韧性好同时加快了工作效率，减少了工作时长，也使用三种不同的冷却方式对铁件进行依次冷却处理，能够快速有效的对铁件进行冷却，同时还能够有效的保护铁件，避免铁件受损,同时确保了铁件的质量。

Description

一种CADI磨球热处理工艺
技术领域
本发明涉及CADI磨球热处理技术领域，具体为一种CADI磨球热处理工艺。
背景技术
耐磨材料在国民经济发展中有着重要的作用，在铁碳合金和镍碳合金中加入铈、镁等元素可使铸件中的石墨成为球状，自此开始了球墨铸铁的开发和应用过程，墨铸铁作为一种优良的结构材料在机械、冶金、汽车、矿山等工业部门都受到了重视，其具有类似铸钢的强度和韧性，但生产工艺比铸钢简便，且成本低廉，因此球墨铸铁的应用范围在不断扩大，等温淬火球墨铸铁是一定成分的球墨铸铁经等温淬火热处理后得到的铸铁材料，目前，ADI已经成为21世纪人们选用的热点材料之一，在ADI的基础上，通过添加适量的碳化物形成元素，形成均匀分布的硬质碳化物，然后通过热处理获得含有球状石墨、奥铁体及一定量碳化物的组织，从而得到CADI碳化物。
但现有的CADI在制备过程中，因没有一种较好的工艺流程，导致在制备过程中，制备时间过长，同时，制备得到的碳化物硬度跟韧性都不高，导致制备得到的碳化物质量不佳。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种CADI磨球热处理工艺，解决了没有一种较好的工艺流程，导致在制备过程中，制备时间过长，同时，制备得到的碳化物硬度跟韧性都不高，导致制备得到的碳化物质量不佳。的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种CADI磨球热处理工艺，包括以下步骤：
S1、铁水熔炼处理：将适量的铁放置到中频感应电炉中，打开中频感应电炉的电路开关，对铁进行熔炼，得到铁水；
S2、铁水成分加工处理：向制备得到的铁水中加入适量的碳、硅、锰、铬和铜不同成分的金属液体，再次进行融合加热处理，再通过外部浇筑装置得到铁件；
S3、盐浴制备处理：通过指定金属电极将低压大电流交流电引入炉内，同时将指定盐液放置到炉体内部，电流流过盐液发热，盐液温度依盐液成分而不同，将炉内温度加热到指定温度；
S4、奥氏体化加热处理：将得到后的铁件放置到指定的加热炉中进行加热处理，采用奥氏体化加热方式进行加热，加热到指定温度和加工指定时长后，静置一段时间；
S5、盐浴等温淬火处理：将制备得到的铁件放置到盐浴炉体内，采用外部承放装置对部件进行初步沥盐处理，沥盐一段时间，并对工件进行沥盐三次处理，然后再直接将铁件放置到盐浴炉内部进行盐浴处理，加热盐浴指定时长；
S6、铁件冷却处理：将制备得到的铁件放置到指定开发容器内部，先通过外部水流输送装置向容器内部输送指定温度的热水，静置一段时间，再打开容器的内部阀门，将热水排出，热水排出后，加热温度较低的温水进行冷却处理，静置一段时间，再通过打开阀门将水进行排出，最后，直接通过外部送风装置对铁件外表面进行送风处理，工作指定时长，达到对铁件的冷却处理；
S7、磨球处理：将处理得到的球墨铸铁使用外部磨球加工装置对球墨铸铁进行加工打磨处理，在使用外部清洗装置对磨球进行清洗处理，从而达成对CADI磨球的制备处理。
优选的，所述步骤S1中频感应电炉内部加热温度为1000-1800℃，制备得到的铁水通过外部容器进行储存。
优选的，所述步骤S2中碳的成分比为3.34-3.67％，硅的成分比为2.47-2.70％，锰的成分比为3.47-2.38％，铬的成分比为2.03-2.45％，铜的成分比为2.30-3.55％。
优选的，所述步骤S3中交流电内部电压控制在5-36V，所述盐液内部硝盐成分比为30-55％，炉内温度加热到150-1300℃。
优选的，所述步骤S4中加热的指定温度为800-1400℃，指定时长控制在4h，静置20-40min。
优选的，所述步骤S5中沥盐时长为5-7min，所述盐浴时长指定时长区间控制在2-2.5h之间。
优选的，所述步骤S6中热水静置时长为1-1.5h，所述温水静置时长为1-2h，所述送风机工作时长为3-4h。
优选的，所述步骤S7中外部清洗装置内部转速设定在300-350r/min,所述打磨装置内部转速设定在350-400r/min。
有益效果
本发明提供了一种CADI磨球热处理工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该CADI磨球热处理工艺，通过步骤S4中采用奥氏体化加热处理：将得到后的铁件放置到指定的加热炉中进行加热处理，采用奥氏体化加热方式进行加热，加热到800℃同时控制加工时长为4h，静置20min；再通过盐浴等温淬火处理：将制备得到的铁件放置到盐浴炉体内，采用外部承放装置对部件进行初步沥盐处理，沥盐5min，并对工件进行沥盐三次处理，然后再直接将铁件放置到盐浴炉内部进行盐浴处理，加热盐浴2h，能够获得显微组织为石墨球、碳化物、针状铁素体和残余奥氏体组成的CADI产品，硬韧性匹配较好，铸球的硬度和冲击韧性好，跟传统的奥氏加热相比，缩短了一半的时长，不仅使CADI产品的硬度和冲击韧性好同时加快了工作效率，减少了工作时长。
2、该CADI磨球热处理工艺，通过将制备得到的铁件放置到指定开发容器内部，先通过外部水流输送装置向容器内部输送指定温度的热水，静置1h，再打开容器的内部阀门，将热水排出，热水排出后，加热温度较低的温水进行冷却处理，静置1h，再通过打开阀门将水进行排出，最后，直接通过外部送风装置对铁件外表面进行送风处理，工作3h，达到对铁件的冷却处理，使用三种不同的冷却方式对铁件进行依次冷却处理，能够快速有效的对铁件进行冷却，同时还能够有效的保护铁件，避免铁件受损。
附图说明
图1为本发明处理步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供三种技术方案：
实施例1
一种CADI磨球热处理工艺，包括以下步骤：
S1、铁水熔炼处理：将适量的铁放置到温度区间控制在1000℃的中频感应电炉中，打开中频感应电炉的电路开关，对铁进行熔炼，得到铁水，制备得到的铁水通过外部容器进行储存；
S2、铁水成分加工处理：向制备得到的铁水中加入适量的碳、硅、锰、铬和铜不同成分的金属液体，再次进行融合加热处理，再通过外部浇筑装置得到铁件，碳的成分比为3.34％，硅的成分比为2.47％，锰的成分比为3.47％，铬的成分比为2.03％，铜的成分比为2.305％；
S3、盐浴制备处理：通过指定金属电极将电压控制在5V的低压大电流交流电引入炉内，同时将指定盐液放置到炉体内部，电流流过内部成分比为的30％盐液内部进行发热，盐液温度依盐液成分而不同，将炉内温度加热到150℃；
S4、奥氏体化加热处理：将得到后的铁件放置到指定的加热炉中进行加热处理，采用奥氏体化加热方式进行加热，加热到800℃同时控制加工时长为4h，静置20min；
S5、盐浴等温淬火处理：将制备得到的铁件放置到盐浴炉体内，采用外部承放装置对部件进行初步沥盐处理，沥盐5min，并对工件进行沥盐三次处理，然后再直接将铁件放置到盐浴炉内部进行盐浴处理，加热盐浴2h；
S6、铁件冷却处理：将制备得到的铁件放置到指定开发容器内部，先通过外部水流输送装置向容器内部输送指定温度的热水，静置1h，再打开容器的内部阀门，将热水排出，热水排出后，加热温度较低的温水进行冷却处理，静置1h，再通过打开阀门将水进行排出，最后，直接通过外部送风装置对铁件外表面进行送风处理，工作3h，达到对铁件的冷却处理；
S7、磨球处理：将处理得到的球墨铸铁使用转速设定在350r/min的外部磨球加工装置对球墨铸铁进行加工打磨处理，在使用转速设定在300r/min的外部清洗装置对磨球进行清洗处理，从而达成对CADI磨球的制备处理。
实施例2
一种CADI磨球热处理工艺，包括以下步骤：
S1、铁水熔炼处理：将适量的铁放置到温度区间控制在1500℃的中频感应电炉中，打开中频感应电炉的电路开关，对铁进行熔炼，得到铁水，制备得到的铁水通过外部容器进行储存；
S2、铁水成分加工处理：向制备得到的铁水中加入适量的碳、硅、锰、铬和铜不同成分的金属液体，再次进行融合加热处理，再通过外部浇筑装置得到铁件，碳的成分比为3.45％，硅的成分比为2.56％，锰的成分比为3％，铬的成分比为2.12％，铜的成分比为2.4％；
S3、盐浴制备处理：通过指定金属电极将电压控制在25V的低压大电流交流电引入炉内，同时将指定盐液放置到炉体内部，电流流过内部成分比为的40％盐液内部进行发热，盐液温度依盐液成分而不同，将炉内温度加热到800℃；
S4、奥氏体化加热处理：将得到后的铁件放置到指定的加热炉中进行加热处理，采用奥氏体化加热方式进行加热，加热到1100℃同时控制加工时长为4h，静置30min；
S5、盐浴等温淬火处理：将制备得到的铁件放置到盐浴炉体内，采用外部承放装置对部件进行初步沥盐处理，沥盐6min，并对工件进行沥盐三次处理，然后再直接将铁件放置到盐浴炉内部进行盐浴处理，加热盐浴2.3h；
S6、铁件冷却处理：将制备得到的铁件放置到指定开发容器内部，先通过外部水流输送装置向容器内部输送指定温度的热水，静置1.4h，再打开容器的内部阀门，将热水排出，热水排出后，加热温度较低的温水进行冷却处理，静置1.5h，再通过打开阀门将水进行排出，最后，直接通过外部送风装置对铁件外表面进行送风处理，工作3.5h，达到对铁件的冷却处理；
S7、磨球处理：将处理得到的球墨铸铁使用转速设定在370r/min的外部磨球加工装置对球墨铸铁进行加工打磨处理，在使用转速设定在330r/min的外部清洗装置对磨球进行清洗处理，从而达成对CADI磨球的制备处理。
实施例3
一种CADI磨球热处理工艺，包括以下步骤：
S1、铁水熔炼处理：将适量的铁放置到温度区间控制在1800℃的中频感应电炉中，打开中频感应电炉的电路开关，对铁进行熔炼，得到铁水，制备得到的铁水通过外部容器进行储存；
S2、铁水成分加工处理：向制备得到的铁水中加入适量的碳、硅、锰、铬和铜不同成分的金属液体，再次进行融合加热处理，再通过外部浇筑装置得到铁件，碳的成分比为3.67％，硅的成分比为2.70％，锰的成分比为2.38％，铬的成分比为2.45％，铜的成分比为3.55％；
S3、盐浴制备处理：通过指定金属电极将电压控制在36V的低压大电流交流电引入炉内，同时将指定盐液放置到炉体内部，电流流过内部成分比为的55％盐液内部进行发热，盐液温度依盐液成分而不同，将炉内温度加热到1300℃；
S4、奥氏体化加热处理：将得到后的铁件放置到指定的加热炉中进行加热处理，采用奥氏体化加热方式进行加热，加热到1400℃同时控制加工时长为4h，静置40min；
S5、盐浴等温淬火处理：将制备得到的铁件放置到盐浴炉体内，采用外部承放装置对部件进行初步沥盐处理，沥盐7min，并对工件进行沥盐三次处理，然后再直接将铁件放置到盐浴炉内部进行盐浴处理，加热盐浴2.5h；
S6、铁件冷却处理：将制备得到的铁件放置到指定开发容器内部，先通过外部水流输送装置向容器内部输送指定温度的热水，静置1.5h，再打开容器的内部阀门，将热水排出，热水排出后，加热温度较低的温水进行冷却处理，静置2h，再通过打开阀门将水进行排出，最后，直接通过外部送风装置对铁件外表面进行送风处理，工作4h，达到对铁件的冷却处理；
S7、磨球处理：将处理得到的球墨铸铁使用转速设定在400r/min的外部磨球加工装置对球墨铸铁进行加工打磨处理，在使用转速设定在350r/min的外部清洗装置对磨球进行清洗处理，从而达成对CADI磨球的制备处理。
实验
根据上述三种实施例所制得的CADI磨球与现有技术中存在的CADI磨球在实际使用时的性能对比，某生产厂家做出如下试验：
对应取三种上述三种实施例所制得的CADI磨球以及取一块市场中所出现的CADI磨球，将四种不同的磨球放置到碾压平台上，通过外部液压装置进行供能，施加相同的压力值，查看不同磨球的形状状态；
磨球形变百分比数值表
磨球 现有 实施例1 实施例2 实施例3
百分比形变值 72 53 47 26
由上表所显示的数据可以得知，上述三种实施例所制得的CADI磨球，在硬度与韧性方面均优于现有技术中所生产的CADI磨球，而三种实施例对应生产的锆酸镧锂，实施例3的硬度与韧性最佳。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、铁水熔炼处理：将适量的铁放置到中频感应电炉中，打开中频感应电炉的电路开关，对铁进行熔炼，得到铁水；
S2、铁水成分加工处理：向制备得到的铁水中加入适量的碳、硅、锰、铬和铜不同成分的金属液体，再次进行融合加热处理，再通过外部浇筑装置得到铁件；
S3、盐浴制备处理：通过指定金属电极将低压大电流交流电引入炉内，同时将指定盐液放置到炉体内部，电流流过盐液发热，盐液温度依盐液成分而不同，将炉内温度加热到指定温度；
S4、奥氏体化加热处理：将得到后的铁件放置到指定的加热炉中进行加热处理，采用奥氏体化加热方式进行加热，加热到指定温度和加工指定时长后，静置一段时间；
S5、盐浴等温淬火处理：将制备得到的铁件放置到盐浴炉体内，采用外部承放装置对部件进行初步沥盐处理，沥盐一段时间，并对工件进行沥盐三次处理，然后再直接将铁件放置到盐浴炉内部进行盐浴处理，加热盐浴指定时长；
S6、铁件冷却处理：将制备得到的铁件放置到指定开发容器内部，先通过外部水流输送装置向容器内部输送指定温度的热水，静置一段时间，再打开容器的内部阀门，将热水排出，热水排出后，加热温度较低的温水进行冷却处理，静置一段时间，再通过打开阀门将水进行排出，最后，直接通过外部送风装置对铁件外表面进行送风处理，工作指定时长，达到对铁件的冷却处理；
S7、磨球处理：将处理得到的球墨铸铁使用外部磨球加工装置对球墨铸铁进行加工打磨处理，在使用外部清洗装置对磨球进行清洗处理，从而达成对CADI磨球的制备处理。
2.根据权利要求1所述的一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中频感应电炉内部加热温度为1000-1800℃，制备得到的铁水通过外部容器进行储存。
3.根据权利要求1所述的一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中碳的成分比为3.34-3.67％，硅的成分比为2.47-2.70％，锰的成分比为3.47-2.38％，铬的成分比为2.03-2.45％，铜的成分比为2.30-3.55％。
4.根据权利要求1所述的一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于：所述步骤S3中交流电内部电压控制在5-36V，所述盐液内部硝盐成分比为30-55％，炉内温度加热到150-1300℃。
5.根据权利要求1所述的一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于：所述步骤S4中加热的指定温度为800-1400℃，指定时长控制在4h，静置20-40min。
6.根据权利要求1所述的一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于：所述步骤S5中沥盐时长为5-7min，所述盐浴时长指定时长区间控制在2-2.5h之间。
7.根据权利要求1所述的一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于：所述步骤S6中热水静置时长为1-1.5h，所述温水静置时长为1-2h，所述送风机工作时长为3-4h。
8.根据权利要求1所述的一种CADI磨球热处理工艺，其特征在于：所述步骤S7中外部清洗装置内部转速设定在300-350r/min,所述打磨装置内部转速设定在350-400r/min。
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