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<一>、球墨铸铁等温淬火应用

球墨铸铁以其特有的机械性能和低廉的成本受到人们的重视。对其进行等温淬火.是发挥球墨铸铁材料潜力最有效的一种热处理方法。球墨铸铁等温淬火后，可以获得高强度，同时具有较高的塑性、韧性。因而具有良好的综合机械性能和耐磨性。此外还具有变形小的特点。

球墨铸铁等温淬火工艺与钢的相似，即把铸件加热到临界点Ac，以上30~50℃，经一定时间保温。使基体组织转变为化学成分均匀的奥氏体，然后迅速将铸件放到保持在MS点以上某一温度的炉中，等温停留一段时间。得到下贝氏体组织.随后空冷。这样可使零件的机械性能显著改善.不会产生严重的变形扭曲等问题。因此，目前受到机械制造业的重视和采用。

等温淬火球墨铸铁件(ADI)具有强度、塑性和韧性都很高的综合力学性能，大体上分为两类，即强度为1200~1600MPa的高强度型和900~1200MPa、伸长率为10%左右的高韧性型。由于其材料性能优异，在欧美发达国家取得迅速发展，货车底盘、发动机和轿车曲轴等都成功应用了ADI产品。近年来，在欧洲市场上，ADI在小轿车上的应用量也越来越多，占整个ADI市场的32%；在市场上，重型和轻型货车ADI件占整个ADI市场的比重达到51%。

在国内汽车领域，ADI零件也得到了初步的应用。湖北汽车齿轮厂为康明斯发动机生产ADI齿轮；东风汽车有限公司开发了用于越野车底盘悬架，17个悬架类零件由铸钢改成ADI，该系列零件总质量由630.62kg，减少到380.66kg，减重率达39.6%；一汽集团载重汽车的后钢板弹簧支架和军车齿轮壳罩盖(羊角)和齿轮壳等已用ADI代替。目前，一汽铸造公司已自行设计、建造了等温淬火的热处理基地。

<二>、球墨铸铁处理工艺

1、熔炼

目前较多使用的是冲天炉、电炉双联熔炼和中频感应电炉熔炼两种方式。两种方式各有其优点和不足。冲天炉熔炼效率较高、铁液纯净度高、流动性好，但熔炼过程中使用的焦炭具有增硫作用，而且冲天炉铁液出炉温度相对较低，需使用电炉对其铁液进行加温和吹氮脱硫，使得熔炼成本增加；单独使用中频感应电炉熔炼，对原材料提出较高要求。一方面，使用高纯生铁和碳素结构钢熔炼；另一方面，使用碳素结构钢加增碳剂熔炼。电炉熔炼不管采用哪种原材料的方式，铁液的流动性都不如冲天炉电炉双联熔炼的好。而且浇注后的产品容易出现缩松等铸造缺陷。必须采用在铸件厚大面增设外冷铁或良好的补缩手段才能生产出合格的产品(也有的厂家采用高刚性铸型实现产品的自补缩)。

原材料在加入炉内之前，要除锈烘干，避免铁液内含气量超标。原铁液出炉前不要做除气处理，以免带入杂质(如果用Al脱氧，产生高熔点Al2O3随脏物排除的同时，部分的Al溶解入铁液，不但破坏石墨球的生长，还偏析到奥氏体的周界；如果用1号稀土脱氧，将使铁液中稀土含量增加，球墨铸铁件有变脆的倾向)。铁液出炉温度1480~1500℃左右，不要超过1520℃或在1520℃左右长时间停留，否则会使铸件的致密度和力学性能明显降低。因为较高的过热度会造成近程有序结构不可逆的松弛，即使采用优良的孕育手段也很难奏效。

2、采用适量的球化剂和球化处理方法

采用稀土含量较低的球化剂。加入量适当控制。因原铁液含S量较低，球化剂的加入量一般情况下不应该超过1.5%。如果铸件中Mg或者RE的含量超过0.03%时，其离子有向晶界集中的倾向，使产品的脆性急剧增加。不管采用何种类型球化剂只要能保证球化效果，其加入量越少越好。球化时采用包内冲入法，球化剂和孕育剂上要覆盖同类的铁屑，覆盖量应在5~8mm厚为宜。参与球化的铁液不应少于300kg。1~2t的铁液，两次倒入铁水包为好，其他情况下应一次孕育，直接倒入，避免中间环节时间过长。

3、合理孕育

采用75Si-Fe，二次孕育，合理分配。依据铁液重量多少确定孕育剂块度大小。1t以下铁液，孕育剂尺寸为15mm；1~2t铁液，孕育剂尺寸为20mm；2t以上为30~40mm。孕育剂要纯净，不得有氧化层和其他赃物，表面要新鲜，使用前要烘干。有条件的生产厂家可以采用随流孕育或者在浇注系统中放置大块孕育剂，保证良好、长效孕育效果。

4、浇注

铁液出炉到浇注成型整个过程要紧凑、协调，任何环节不得出现故障停止现象。整个过程宜在15min内完成，时间越短越好。

5、热处理

为了消除可能存在的碳化物和磷共晶；增加基体中铁素体含量，提高韧、塑性；消除或减少铸造应力吼采用退火工艺、二次保温方法。

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