[发明专利]一种灰口铸铁亚热温处理方法

说明书

技术领域：

本发明涉及热处理领域，尤其涉及一种灰口铸铁亚热温处理方法。

背景技术：

目前，关于灰口铸铁的退火热处理工艺主要集中于去应力退火、低温石墨化退火和高温石墨化退火。石墨化退火的目的是使铸铁中渗碳体分解为石墨和铁素体。 石墨化退火的理论基础：根据相稳定的自由能计算，铸铁中渗碳体是介稳定相，石墨是稳定相，渗碳体在低温时的稳定性低于高温。因此从热力学的角度看渗碳体在任一温度下都可以分解为石墨和铁碳固溶体，而且在低温下，渗体分解更容易。但是，石墨化过程能否进行，还取决于石墨的形核及碳的扩散能力等动力因素。对于固态相变，原子的扩散对相变能否进行起重要作用。由于温度较高时，原子的扩散比较容易，因此渗碳体的分解只有在温度较高时才有可能进行。当加热温度低于550℃时，渗碳体没有发生分解，铸件的组织不发生变化，当加热温度高于550℃，渗碳体开始发生转变，生成石墨和铁素体。根据前面论述，实际上只有在加热温度超过720℃时，渗碳体才能有效分解，但由于石墨的扩散不能有效进行，阻碍了渗碳体的进一步分解。 

在生产中发现，当采用低温石墨化退火工艺（100℃/h加热至700℃，保温后随炉冷却至300℃后出炉）保温2小时后，铸件的白口组织得到一部分改善，而保温4小时后，铸件的白口组织仍然有很大一部分残留，当保温时间延长至6小时，铸件的白口组织并没有因为保温时间的延长而大量减少，这就造成机械加工的困难，后续水压试验，15712泵体合格率98%；当我们采用高温石墨化退火工艺（100℃/h加热至920℃，保温后随炉冷却至300℃后出炉）保温2小时，所有的白口组织转变为灰口，水压试验时15712泵体合格率低于50%，工艺保温时间改为1小时，所有白口组织转变为灰口，水压试验合格率依然低于50%。

因此，当灰口铸铁铸件存在一定量的白口组织时，铸件的加热温度应高于Ac1下限，而高温石墨化退火的加热温度是高于Ac1上限，当加热温度高于Ac1上限时，碳原子扩散速率过快，无法通过保温时间来控制石墨的堆积，这样就造成石墨在高温时的大量堆积，进而破坏铸件的连续性，降低零件的各项力学性能，而铸件的连续性和严密性的破坏，对于承压铸件的密封性来说是致命缺陷。

本发明间于高温石墨化退火和低温石墨化退火，取名为亚温（亚热温）退火，在改善铸件切屑性能的同时，还保证了铸件组织不被大量聚集的石墨影响其性能。

发明内容：

本发明的目的是提供一种灰口铸铁亚热温处理方法，适用于产生一定白口组织的灰口铸铁铸件，特别适用于类似于15712型号等无组件泵体的承受水压铸件，此外还适用于高温石墨化退火后性能不能达到要求的灰铸铁铸件。

本发明的技术方案如下：

一种灰口铸铁亚热温处理方法,其特征在于：加热温度在Ac1下限温度和上限温度之间，具体包括以下步骤：

（1）灰口铸铁铸件放入加热炉内，加热炉从炉温低于200℃开始加热，以95℃/h—110℃/h的加热速度使炉温加热至790℃—810℃；

（2）灰口铸铁在加热炉中，在环境温度770℃—820℃进行保温2—4h；

（3）灰口铸铁铸件在加热炉中保温2—4h后，取出进行炉冷，以低于50℃/h的冷却速度冷却至300℃以下。

（4）炉冷后，将冷却至300℃以下的灰口铸铁铸件取出，空冷至常温。

本发明的优点是：

本发明加热温度在Ac1下限温度和上限温度之间，即间于高温石墨化退火和低温石墨化退火，在改善铸件切屑性能的同时，还保证了灰口铸铁铸件组织不被大量聚集的石墨影响其性能，同时还适用于高温石墨化退火后性能不能达到要求的灰铸铁铸件。

附图说明：

图1为本发明的工艺曲线图。

具体实施方式：

一种灰口铸铁亚热温处理方法,其特征在于：加热温度在Ac1下限温度和上限温度之间，具体包括以下步骤：

（1）灰口铸铁铸件放入加热炉内，加热炉从炉温低于200℃开始加热，以95℃/h—110℃/h的加热速度使炉温加热至790℃—810℃；

（2）灰口铸铁在加热炉中，在环境温度770℃—820℃进行保温2—4h；

（3）灰口铸铁铸件在加热炉中保温2—4h后，取出进行炉冷，以低于50℃/h的冷却速度冷却至300℃以下；

（4）炉冷后，将冷却至300℃以下的灰口铸铁铸件取出，空冷至常温。

附加说明：保温时间可以根据铸件壁厚、白口程度以及装炉量来确定，根据实验人员通过数次试验数据得到的经验公式t（min）=60min+2.5H来计算保温时间，公式中：H为零件（灰口铸铁）的壁厚，单位：mm；2.5经验系数，单位：min /mm。公式中的H一般为24—96mm，零件的壁厚大都在这个范围内。