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球墨铸件用于汽车构件生产及热处理工艺

日期：2023-06-06 02:11点击：次
(一)、球墨铸铁用于汽车构件生产 白口铁经长时间退火，其碳化铁转变为团絮状石墨，获得可锻铸铁。在球墨铸铁未发明以前，可锻铸铁是广为应用的一种材料，因此白口铸铁的生产也

 (一)、球墨铸铁用于汽车构件生产

白口铁经长时间退火，其碳化铁转变为团絮状石墨，获得可锻铸铁。在球墨铸铁未发明以前，可锻铸铁是广为应用的一种材料，因此白口铸铁的生产也盛极一时。1997年可锻铁件的2/3属汽车工业所用，其中包括发动机连杆。
由于铁素体球铁的基体金相与可锻铸铁相同，而球铁件可以获得圆整度的石墨，并且强度比可锻铸件高，因此二汽在1965年筹建期，便大胆设想以稀土镁铁素体球铁取代可锻铸铁。这在我国当时的汽车业中并无实践先例，曾引起很大疑虑和争论。当时产品的设计图纸采取了灵活措施，许多种零件的材料定为KT35一10可锻铸铁或QT40一10球墨铸铁，在工艺设备选用上只略减退火炉台数，而保留增加炉数的车间面积。二汽铸造二厂经技术，到1985年每车近半吨的零件，已采用铁素体球铁制造。经汽车长期行驶考验，证明其中大部分还可以铸态应用，省去了退火工序。只有占6%总重的薄壁小铸件，由于浇泪括冷却，难以避免白口的生成，仍保留可锻铸铁牌号。
二汽20世纪60年代中期在汽车上铁素体球铁件是与世界趋势一致的。例如，我国川汽20世纪60年代初从法国引进技术的贝利埃重型车系列时其后桥壳采用铸钢件，但当1980年二汽组团去法国访问时，发现该系列车后桥壳已成为铁素体球铁件。20世纪80年代初，德国奔驰厂与MAN厂宣传其共同的后桥壳是锻造的半壳，采用电子束焊成一体，但德国MAN厂在总装配线上发现其多品种重型卡车的各种后桥壳都为球墨铸件。由此可见，汽车业的汽车底盘承受力大的后桥壳已纷纷以铁素体球铁件取代了铸钢件或锻钢件。20世纪90年代二汽从法国雪铁龙公司引进富康轿车时发现，的保安件前轮转向节是铁素体球铁件。对该铸件有极严格的质量要求，包括设无损探伤自动化检测线对球墨铸铁件进行100%的三项检测：电涡流测定硬度、磁力探查表面无裂纹和声波测球化率。日本本田雅阁轿车转向节也有采用球铁材质的报导。
曾为我国可锻铸铁较大产家的汽车集团公司在20世纪80年代进行产品换型升级时，毅然将年产数万吨的可锻铸铁车间改造为铁素体球铁生产线，放弃了可锻铸铁件的生产。
(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、减振和生产成本低廉等优点了迅猛的发展。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和生产。球铁依然是本世纪重要的工程结构材料之一。
随着现代装备向轻量化、节能、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增加，这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的竞争力。而且，球铁较合金钢韧性差，目前球铁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，金属微观组织，还可以提高生产效率，节省了不的能源消耗，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，将限度地发挥球铁自身优良的、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。