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[一]、球墨铸铁表面处理工艺

1、表面淬火和激光热处理

若要在球墨铸铁件表面获得比较高的硬度而心部仍保持一定韧性可采用表面淬火处理的方法。表面淬火处理方法很多，可以是高频感应加热淬火也可以是火焰加热淬火和激光加热淬火等。具体工艺与整体淬火差不多：将球墨铸铁件表面加热到860~900℃，保温一段时间让表面组织全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现表明淬火，然后在250~350℃加热保温回火，以使表面组织转换为回火马氏体及残留奥氏体组织，表面组织中的原球状石墨形态不变。处理后的铸件表面具有较高的硬度，心部仍具有一定的韧性。

激光表面热处理除激光加热淬火外，还可在球墨铸铁件表面上实现激光相变硬化、激光冲击硬化等以提高球墨铸铁件的表面硬度。

2、表面化学处理

若要在球墨铸件表面获得非常高的硬度而心部仍保持一定韧性还可采用表面化学处理的方法。球墨铸铁的表面可进行渗氮、渗硼、渗硫以及低温气体碳氮共渗等，现用的比较多的是渗氮和低温气体碳氮共渗。渗氮前一般需要对球墨铸铁件进行退火、正火等预处理，然后用氨作为介质进行二段氮化处理。第一阶段氨分解率20%~35%，保温一段时间后将氨分解率提高到45%~55%，保温后炉冷至200℃出炉空冷，经过处理后球墨铸铁件表面硬度可达900HV，脆性2级。低温气体碳氮共渗同样可以明显提高球墨铸铁件表面的硬度和耐磨性，共渗温度一般为530~570℃，共渗介质为甲酞胺或三乙醇胺50%+乙醇50%。由于球墨铸铁中的碳和硅等元素比较多，可在共渗介质中再添加NH4Cl和TiH2；NH4Cl和TiH2有催渗作用，能加速球墨铸铁的共渗过程。

[二]、球墨铸铁热处理工艺

球墨铸铁(简称球铁)自上世纪四十年代问世并投入生产以来以其耐磨、减振和生产成本低廉等优点得到了迅猛的发展。迄今为止，球铁在汽车、机车车辆、机械机床及配件、铸铁管等生产中获得了广泛的应用。我国球铁在2006年的产量己增长为680多万吨，约占当年世界球铁总产量的31.6%，在铸铁件中所占的比重也由1997年的14.1%增至24一25%，仅球铁曲轴年产量就达到约20万吨，1000万根以上。球铁铸件除了产量大，种类多之外，目前厚大球铁件也在不断研发和生产。球铁依然是本世纪最为重要的工程结构材料之一。

随着现代装备向轻量化、节能、高效的方向发展，人们对球铁的强度和使用性能的要求也不断提高。因此，铸造和冶金工作者通常采用铸造合金化，抑或通过热处理工艺来达到提高球铁机械性能的目的。但是，前者因在球铁铸造过程中需添加昂贵的合金元素(如Ti、Cu等)，使球铁件的生产成本大大增加，这极大地削弱了球铁件廉价的市场优势；后者耗时、耗能的弊端使球铁生产失去了市场开发的竞争力。而且，球铁较合金钢韧性差，目前球铁强化手段对冲击韧性的提高非常有限。

金属塑性加工理论经上世纪四十年代发展成为一门单独的应用学科以来，涌现出大量的新设备和新工艺。它是金属材料在外力作用下成形的同时改善和提高其内部组织、性能，尤其是铸造组织的一种加工方法。通过金属在塑性状态下的体积转移，充分提高了制件的材料利用率，提高了制件的强度和工件的精度。而在高温塑性变形过程中，将金属的形变和相变结合在一起的热机处理过程不仅能提高材料的强度，改善金属微观组织，还可以大大提高生产效率，节省了不必要的能源消耗，典型的塑性加工工艺有连铸连轧、锻造余热淬火、控制轧制、超塑性成型等。

由于塑性变形不仅可以合理消除球铁中缩孔、缩松等收缩类铸造缺陷，提高球墨铸铁强度和综合使用性能，还可以减少甚至替代现有的一些合金化和热处理工艺，达到减低成本，增加生产效率，降低能源消耗的目的。因此，将塑性成形工艺应用在球铁材料上势在必行。通过塑性变形提高球铁的强度和冲击韧性，将最大限度地发挥球铁自身优良的耐磨性、减震性以及低廉的生产成本等特点，也为球铁齿轮、轴承甚至曲轴类工件的应用开辟更广阔的空间。

但是，目前国内外对球铁可塑性的研究非常匾乏，尤其是系统地分析球铁在高温下的塑性行为，以及变形对球铁微观组织变化的影响规律尚不多见。这严重影响了塑性加工工艺在球铁中的应用，也阻碍了球铁产业的进一步扩大发展。

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