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球墨铸铁表面处理工艺和孕育程度的影响

日期：2023-01-05 19:26点击：次
【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

 【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。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，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】、球墨铸铁孕育程度的影响
球墨铸铁孕育处理可提高石墨球圆整度，球化率，辅助石墨呈球状生长。孕育是使石墨球数量明显增加的重要手段，石墨球数对缩孔、缩松均产生重要影响。提高孕育量会增大球墨铸铁收缩体积，增大缩松倾向。也有研究表明，铸型条件下，提高孕育量会减小缩松倾向。孕育量对缩松率影响并不单调的结论。孕育有一较佳量，孕育剂加入过少，会导致孕育不足并出现白口和硬度过高现象，但孕育剂加入过多未必都能熔化，因此可能造成夹渣，增大铸铁收缩量，产生缩孔、缩松等缺陷。
不难看出，孕育对缩松倾向的影响非常复杂。但是，可从理论上分析孕育对缩松倾向的影响。足够的孕育会提高石墨球数量。石墨球增多使球间距变小，缩短碳的扩散距离，加速奥氏体向铁素体和石墨转化，使组织中铁素体增加。同时，球数增加后，石墨易变得圆整，使共晶晶粒轮廓更接近团球状外形，从而减小共晶团界面粗糙程度，利于补缩液体的流动。这样就使球铁铸件凝固区域明显减小，共晶晶粒周围的偏析程度减轻，缩松倾向减小。当孕育量减小时，异质核心数量和石墨球数量相应减少，石墨直径变大，这会引起非球状石墨增多、晶间偏析程度增大，缩松倾向增大。