鑄鐵件冷卻正火液及其冷卻正火方法

鑄鐵件冷卻正火液及其冷卻正火方法

      鑄鐵生產為獲得珠光體，普遍使用空冷、風冷、噴霧冷卻正火，其冷卻速度緩慢，冷卻均勻性差，帶來諸多不利：1、珠光體晶團粗大，片距粗細不均勻，多形成粗大片狀珠光體和細片狀珠光體組織，難于控制珠光體的含量、形態和分布，不利于強度、韌性、耐磨性和疲勞抗力的進一步提高；2、珠光體量不穩定，含量偏低，難于不效控制先共析鐵素體的形態、分布和數量，形成分布不均勻的鐵素體，不利于產品技術條件對組織的要求；3、大截面鑄件和形態復雜鑄件內部組織不均勻，厚壁處心部組織難于達到技術條件要求；4、冷卻不均勻，形態復雜和長軸桿狀零件在風冷、噴霧冷卻時發生變形；5、大截面鑄件和大量產品的堆冷，易在奧化體晶界形成共析石墨，引起強度、塑性和韌性和韌性的降低等。以Mn、Mo、Cr、Ni、Cu等元素合金化有積極作用，仍不夠徹底，也帶來新問題，如增加難溶碳化物含量，影響塑性、韌性及機加工性能，提高鑄件的成本，由于珠光體鑄件的強韌性、耐磨性、疲勞抗力等提出更新、更高的要求，高質量、低成本的市場競爭迫切需要鑄造熱處理行業圓滿解決上述問題。材料科學家的研究證明：珠光體片距離細小，愈均勻、強度、塑韌性、耐磨性、疲勞抗力呈同步上升。理想的珠光體鑄鐵組織是滲碳體片距均勻的細珠光體，該珠光體是指細片狀珠光體或索氏體或屈氏體，或含有碎塊等量分布的先共析鐵素體，該組織具有******的綜合機械性能，獲得上述或屈氏體，或含有碎塊等量分布的先共析鐵素體，該組織具有******的綜合機械性能，獲得上述珠光體的正火方法稱為“理想正火”?，F有的鑄鐵熱處理工藝方法只有退火、淬火，高溫回火（調質處理或等溫淬火）能達到這一要求，其能耗高、周期長、工藝繁瑣，生產中很少使用。

    如何在實際生產中采用簡便、經濟、高效、可靠而且接近于理想正火效果的正火液及其方法，獲得細珠光體，同時可根據產品技術條件的要求，對細珠光體和先共析鐵素體的形態、含量和分布以及細化程度作有效的工藝控制，成為熱處理工作者追求的目標。   

    本發明的目的在于提供一種鑄鐵冷卻正火液及其冷卻正火方法，代替空氣介質，提高正火冷卻速度和冷卻的均勻性，克服空氣介質正火的不足，達到調質處理的組織和性能水平，補加高溫回火，使珠光體組織更均勻，機械性能更優越，獲得接近于“理想正火”的效果。 

    本發明的目的是通過如下途徑實現的：鑄鐵件冷卻正火液。該水液的重量百分比濃度，根據不同的產品，不同的用途，使用原液加水2——8倍，鑄鐵件冷卻正火液的冷卻正火方法，其特征在于將鑄鐵件放入正火液中冷卻，其使用溫度范圍0℃---100℃,冷卻時間從1秒——2小時。 

    本發明冷卻正火液無色無毒潔凈，冷卻特性穩定，使用壽命長久。正火液用于鑄鐵正火，取代空冷、風冷、噴霧冷卻，適于奧氏體加熱正火、鑄熱正火和退火余熱正火。使鑄鐵冷卻更快、更均控制珠光體，先共析鐵素體的含量、分布和形態，獲得細珠光體組織，亦可獲得細珠光體與分布均勻的先共析鐵素體復合組織，令正火組織彌散、均勻、細化、減少或消除正火變形，提高正火質量、改善綜合機械性能。用正火的方法基本達到調質的組織和性能，取得接近于理想的正火效果。

    本發明能用于鑄鐵和一部分鋼種的奧氏體化加熱正火，可用于鑄鐵退火余熱正火，其用于可鍛鑄鐵退火余熱正火時，可獲得高強度、高韌性的珠光體可鍛鑄鐵，節能增效顯著?？捎糜诟吆辖痂T鐵、高合金鋼熱處理，代替風冷淬火，成本顯著降低，質量顯著提高。部分低合金鋼退火余熱正火，降低熱處理成本。球墨鑄鐵在正火液中正火時，高溫正火形成細珠光體與少量先共析鐵素全復合組織，珠光體量＞85%，最高可達95%以上。截面直徑120mm的球墨鑄鐵曲軸產品，心部珠光體量超過90%，表層、近表層珠光體量可達95%以上。中、低溫正火，細珠光體量減少，先共析鐵素體量增加。機械性能水平為HB170--385 b500MN/m2--850MN/m2,＆1--8%?？慑戣T鐵在正火液中冷卻時，高溫正火形成細珠光體。中、低溫正火形成細珠光體與先共析體鐵素體復合組織。機械性能水平為：HB170--385＆b500MN/m2--1000MN/m2,＆1--8%。大功率柴油機可鍛鑄鐵活塞退火余熱正火液正火后，經高溫回火，其HB257、＆b782MN/m2--1000MN/m2＆3.4%蠕墨鑄鐵和灰鑄鐵在正火液中冷卻時，基本組織與球鐵相同，機木工性能均超過空氣介質正火的水平。加入合金元素的鑄鐵的正火冷卻時，將使合金對細化晶粒、細化珠光體、提高珠光體量的作用得到更充分的發揮。調整正火溫度、改變正火液濃度，可按技術條件的要求調整細珠光體和先共析鐵素體的形態、含量和分布以及珠光體細化程度，運用該正火液于球鐵、蠕鐵、灰鐵的鑄造余熱和可鍛鑄鐵的退火余熱正火，為高性能、高質量珠光體鑄鐵件生產提供一種嶄新的節能顯著的、簡便易行的，可靠的工藝方法。正火液的冷卻能力介于空氣和油之間，正火冷卻性質非常穩定，降低濃度使冷速提高，溶液溫度變化對冷卻特性影響很小，可在0℃---100℃使用,鑄件在正火液中的冷卻過程非常平穩.溶液不腐敗,使用壽命長,補加新液可使正火液的壽命顯著延長。
(作者:陳自立)

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