[发明专利]一种球墨铸铁的强化工艺及其制成品

权利要求书

1.一种球墨铸铁的强化工艺，其特征在于所述强化工艺依次包括以下步骤：

第一步：对球墨铸铁零件进行清理、清洗，去除表面氧化皮、锈斑、油污等污物；

第二步：将清理、清洗后的球墨铸铁零件放进渗碳炉内进行碳氮共渗处理，所述碳氮共渗处理是指在800-840℃的温度条件下加入甲醇与氨气，甲醇的加入量为80-120滴/分，氨气的加入体积为前述甲醇的裂解气体积的1％-5％，同时通过控制丙烷的加入量以维持碳势为0.8-1.2％，处理时间为2-4小时；

第三步：将经过碳氮共渗处理的球墨铸铁零件放进油中进行常温下的淬火，淬火后即制得球墨铸铁零件制成品。

2.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁的强化工艺，其特征在于：

所述渗碳炉为普通井式气体渗碳炉或箱式气体渗碳炉；所述第二步依次包括以下步骤：

首先，先升高渗碳炉的温度至800-840℃，然后在此温度条件下进行炉罐渗碳，直至炉内气氛碳势大于0.8％；

其次，将清理、清洗后的球墨铸铁零件装入渗碳炉内并盖上炉盖，然后快速升温至760℃-800℃以通过铁素体-奥氏体双相区，升温速度大于等于15℃/min，当炉温到达760℃-800℃后进行排气处理，即在760℃-800℃的温度条件下加入甲醇，同时完全打开排气口排气，甲醇的加入量为120-220滴/分，处理时间持续30分钟；

再次，先继续升高炉内温度至800-840℃，然后对球墨铸铁零件进行碳氮共渗处理，所述碳氮共渗处理是指在800-840℃的温度条件下加入甲醇与氨气，甲醇的加入量为80-120滴/分，氨气的加入体积为前述甲醇的裂解气体积的1％-5％，同时通过控制丙烷的加入量以维持碳势为0.8-1.2％，处理时间为2-4小时。

3.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁的强化工艺，其特征在于：

所述渗碳炉为预抽真空渗碳炉；所述第二步依次包括以下步骤：

首先，先升高渗碳炉的温度至800-840℃，然后在此温度条件下进行炉罐渗碳，直至炉内气氛碳势大于0.8％；

其次，将清理、清洗后的球墨铸铁零件装入渗碳炉内并盖上炉盖，然后快速升温至760℃-800℃以通过铁素体-奥氏体双相区，升温速度大于等于15℃/min，同时开启真空泵抽气，当炉温到达760℃-800℃、炉内真空度达到50-266Pa后再进行排气处理，即先关闭真空泵，同时滴入甲醇，直至炉内压力恢复至常压以上20-30mm水柱时，再开启排气口排气，甲醇的加入量为120-220滴/分，处理时间持续5-20分钟；

再次，先继续升高炉内温度至800-840℃，然后对球墨铸铁零件进行碳氮共渗处理，所述碳氮共渗处理是指在800-840℃的温度条件下加入甲醇与氨气，甲醇的加入量为80-120滴/分，氨气的加入体积为前述甲醇的裂解气体积的1％-5％，同时通过控制丙烷的加入量以维持碳势为0.8-1.2％，处理时间为2-4小时。

4.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁的强化工艺，其特征在于：

所述渗碳炉为连续式渗碳炉；所述第二步依次包括以下步骤：

首先，设定并保持渗碳炉的加热区温度为760-800℃、碳氮共渗区温度为800-840℃、碳氮共渗区碳势为0.8-1.2％、甲醇的加入量为80-120滴/分，且氨气的加入体积为前述甲醇的裂解气体积的1％-5％；

其次，将清理、清洗后的球墨铸铁零件装入渗碳炉的传送带或料盘，然后设定传送带速度或推盘周期以保证球墨铸铁零件在碳氮共渗区内的时间为2-4小时，随后启动渗碳炉以对球墨铸铁零件进行碳氮共渗处理，所述碳氮共渗处理是指在800-840℃的温度条件下加入甲醇与氨气，甲醇的加入量为80-120滴/分，氨气的加入体积为前述甲醇的裂解气体积的1％-5％，同时通过控制丙烷的加入量以维持碳势0.8-1.2％，处理时间为2-4小时。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的球墨铸铁的强化工艺，其特征在于：所述第三步为：先将经过碳氮共渗处理的球墨铸铁零件放进油中进行常温下的淬火，淬火后再对球墨铸铁零件进行220℃以下的低温回火，低温回火后即可制得球墨铸铁零件制成品。

6.一种权利要求1-4中任意一项所述的球墨铸铁的强化工艺的制成品，其特征在于：所述球墨铸铁零件制成品的金相组织依次包括表层、次层与基体，所述表层为粒状或连续分布的化合物层，厚度为0.0025-0.005mm，所述次层为隐针状含氮马氏体、残余奥氏体和石墨，厚度为0.04-0.10mm，所述基体为细针状马氏体、残余奥氏体和石墨。