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球墨铸铁件冷热处理方法和浸渗原因跟凝固过程

日期：2023-11-16 10:15点击：次
其一、球墨铸铁件冷热处理方法和浸渗原因 球墨铸铁件渗透作为一种处理 气孔的方法已得到广泛应用。在微孔密封技术领域，与5mm球墨铸铁件的壁厚相比，直径小于0.254mm的孔称为微孔

 

其一、球墨铸铁件冷热处理方法和浸渗原因
球墨铸铁件渗透作为一种处理 气孔的方法已得到广泛应用。在微孔密封技术领域，与5mm球墨铸铁件的壁厚相比，直径小于0.254mm的孔称为微孔。这些洞用肉眼通常很难发现。在汽车动力系统和气动液压系统球墨铸铁件中，由于存在小孔，会导致密封介质泄漏，增加加工刀具的磨损，增加生产成本，使产品质量难以保证。在使用过程中，会失去应有的功能。
真空压力渗透设备是解决上述问题的手段。具有渗透剂的微孔零件的可靠密封性能和的解决漏铸问题的方法已得到世界各国的广泛信任。它还可以抵抗热油和化学侵蚀。该工艺可用于原材料、机加工零件。不会造成球墨铸铁件尺寸变化或污染。
渗透范围：
球墨铸铁件适用于锌合金、铜合金、铝合金、铸铁件、铸钢件的渗气渗油。典型的浸渍零件，如发动机气缸体、气缸盖、进气歧管、机油泵、喷油嘴、水泵、阀盖、铸造油底壳、化油器壳体、变速箱壳体、曲轴箱、压缩机、ABS控制器、动力转向机、汽车轮毂、燃油泵、气控阀、液压阀、冷却泵、密封的飞机仪表，以及电子仪表罩、气制动件、各气体表等，这些球墨铸铁件均采用渗透器注入微孔密封，其承压能力达到球墨铸铁件的断裂强度。
金属型的工作温度和各部位的温差在球墨铸铁件冷却温度场中起着重要作用。金属模具局部过热区域强制水冷、空冷的目的是保证该区域保持正常工作温度，提高生产效率，消 除过热，保证冷却温度场正常。控制金属模具工作温度的先进手段是控制冷却水出口温度，调节冷却水出口温度*冷却水循环速度。另外，在热点较大的部位可嵌入导热系数高或蓄热量大的金属块，也可调整涂层的厚度和类型，以保证合理的冷却温度梯度，消 除局部收缩缺陷。
球墨铸铁件的热处理是指根据一定的热处理规范，通过控制加热温度、保温时间和冷却速度来改变合金的组织。其主要目的是提高机械性能、耐腐蚀性、加工性能和尺寸稳定性。
为了提高应力消 除退火的实际效果，加热温度可达到球墨铸铁件的一卸料温度。当温度低于上次卸载温度时，加热温度越高，应力释放越充分。然而，过高的加热温度会改变球墨铸铁件的组织，从而影响球墨铸铁件的性能。灰铸铁件加热温度过高会导致共析渗碳体石墨化，降低球墨铸铁件的强度和硬度。对于白口铸铁件，过高的加热温度也会分 解共析渗碳体，从而降低球墨铸铁件的硬度和耐磨性。
球墨铸铁件应力消 除退火的加热温度为550℃，当铸铁中含有基体结构稳定的合金元素时，可适当提高应力消 除退火温度。低合金灰铸铁件为600℃，高合金灰铸铁件可提高到650℃，加热速度一般为60-100℃，保温时间可根据以下经验公式计算：在2-8范围内选用H，球墨铸铁件厚度单位为毫米，保温时间单位为小时，在2-8范围内选择H。形状复杂、消 除应力的球墨铸铁件应具有较大的H值。冷却速度控制在30/h以下，一般球墨铸铁件冷却到150~200，复杂形状的球墨铸铁件冷却到100。
其二、大型球墨铸铁件在凝固过程
大型球墨铸铁件在凝固过程中的共晶石墨析出会产生膨胀力，又因为糊状凝固特性导致大型球墨铸铁件在凝固初期难以形成坚硬外壳，此时凝固产生的膨胀压力便会作用于铸型，当铸型强度不够好时，会产生胀型，使大型球墨铸铁件收缩增大，当铸型强度比较好时，膨胀压力作用于机械球墨铸铁件本身实现自补缩，收缩量减小，因此大型球墨铸铁件的冒口设计不同于铸钢件，需要综合考虑铸型强度、大型球墨铸铁件结构等多种复杂因素;并且目前大型球墨铸铁件结构越来越复杂，大型球墨铸铁件热节分析比较困难，冒口的位置难以确定，因此设计复杂大型球墨铸铁件的冒口比较困难。
目前应用于大型球墨铸铁件的冒口设计方法主要有收缩模数法、实用冒口法和通用冒口法。基于几何的冒口优化方法。虽然能对冒口大小设计进行优化，但没有考虑合金材质，对大型球墨铸铁件不一定适用。
收缩模数法设计冒口的原理是均衡凝固技术，将大型球墨铸铁件作为一个整体，由于每个部分的凝固速度都不一样，发生收缩和体积膨胀的时间也不相同，通过将所有单元在同一个时刻的收缩和体积膨胀叠加，可以得到整个大型球墨铸铁件体积随时间的变化规律，将收缩和膨胀动态叠加和为零时，对应的时间为收缩时间，该时间对应的模数称为大型球墨铸铁件收缩模数，在此时间之后，收缩和膨胀动态叠加和大于零，因此，冒口设计充分利用自补缩效果，仅提供收缩时间之前的液态收缩量。大型球墨铸铁件整个凝固过程中体积随温度变化可以分为液态收缩、体积膨胀、二次收缩三个部分。在铸型强度比较好时，冒口颈如果在体积膨胀阶段凝固，大型球墨铸铁件便可以利用自身的体积膨胀来抵消后期的二次收缩，充分利用石墨析出产生的膨胀压力，从而实现自补缩效果，而在铸型强度比较差时，需要冒口释放一定的膨胀压力，冒口颈凝固稍晚。模数法计算冒口时只考虑大型球墨铸铁件模数，这种方法可以应用于铸钢件、铸铁件等，但这种方法没有考虑大型球墨铸铁件的自补缩作用，对于铸型强度条件好的大型球墨铸铁件，采用这种方法设计的冒口偏大，会造成材料浪费，导致工艺出品率低。为此，本文提出了一种考虑铸型强度的大型球墨铸铁件冒口计算方法，并应用于实际大型球墨铸铁件的冒口设计。