灰鐵毛坯鑄件的強度與熱處理方法

　　灰鐵毛坯鑄件的應用主要是體現在很多的領域中，因為很多的零件一類的產品都是通過鑄造的技術生產出來的，那么其實按照鑄造的工藝以及使用的領域不一樣，種類也是挺多的。灰鐵毛坯鑄件就是其中的一個分類，而且灰鐵毛坯鑄件一直都是以其自身的特點而受到使用的歡迎，那么你們知道如何增強灰鐵毛坯鑄件的強度嗎？

　　一、采用合金化方法提升灰鐵毛坯鑄件抗拉強度，加入適量的微量合金，鉻、鉬、錫等元素也可明顯的提升灰鐵毛坯鑄件的抗拉強度，并做好鐵水的孕育處理。

　　二、可以在原材料中加入少量的碳，在灰鐵毛坯鑄件中的碳含量中，碳的含量多為2.6%～3.6%，硅的含量為1.2%～33.0%。

　　在生產制作毛坯鑄件的時候，對其內在質量和機械性能也提出了相應的要求，起先毛坯鑄件的毛坯的機械性能應符合GB/T9439《灰鑄件》和GB/T1348《毛坯鑄件》的相應要求。

　　其次，毛坯鑄件經加工的相對運動配合表面不得有縮松、氣孔、沙眼和裂紋等缺陷存在；且其非外露的其它加工面上允許有輕微的縮松和非聚集的缺陷孔眼，但其大尺寸不大于4mm，不大于3mm且不大于壁厚的1/4，在100mm×100mm范圍內不得多于2個，相互間距或距邊緣不小于10mm，且一個表面不多于10個。

　　另外，毛坯鑄件要進行1尺寸檢驗，外觀檢查，磁粉、特別波及射線透照等無損探傷檢驗，確定毛坯鑄件具有優良的內在質量。其實毛坯鑄件生產中的難點在于，鑄件因斷面厚大冷卻緩慢，金屬液體凝固時間長，鑄件內部很容易產生縮松

　　所以在生產鐵素體毛坯鑄件時，為了獲得較不錯的抗拉強度、屈服強度和延伸率，以往均要進行鐵素體化熱處理，熱處理溫度是根據鑄態組織中是否存在游離滲碳體或珠光體，而采用900-950℃的高溫熱處理。

　　砂型型壁產生位移尤其是不規則的位移，會影響補縮效果，造成縮孔缺陷。型壁的位移量越大，產生縮孔的可能性越大。型砂強度低，舂砂松軟是產生型壁位移的主要原因，應提升砂型的強度和舂砂的緊實度，以減少型壁的蠕動或位移。

　　一、澆注

　　（1）澆注溫度太低會降低冒口系統的補縮速率，造成收縮缺陷。

　　（2）澆注溫度過高，會增加傳遞到型砂里的熱量，使型砂產生高溫變形，加劇型壁的位移。

　　（3）生產大型鑄件時，沒有用熱金屬液對冒口進行補澆也會產生收縮缺陷。可以根據需要，采用發熱冒口或加大冒口來代替補澆。

　　砂芯或型壁斷裂會引起毛刺或型漏，造成金屬液流失。此時型腔對金屬液數量的需求有了變化，如果沒有多余的金屬液可以進行補縮，或者補縮的金屬液不足，也會產生收縮缺陷。

　　二、制芯

　　砂芯產生位移，會使鑄件截面增厚，造成鑄件截面壁厚不均勻。芯撐數量太少、芯頭松軟或支撐面不夠大、砂芯強度較低引起砂芯翹曲等，都是造成砂芯位移的原因。生產中因砂芯位置變化而引起鑄件截面變化，都有可能造成縮孔缺陷。

　　三、金屬成分

　　金屬成分對縮孔缺陷的影響有兩方面。一是合金成分對于縮孔缺陷本身的直接影響。如，低碳鑄鐵的總收縮量比高碳鑄鐵要大；在有色金屬鑄造中通過改變金屬成分加寬凝固范圍，推動順序凝固，可以減少縮孔缺陷；在鋁合金中加入晶粒細化劑，如鈦和硼，能夠減少縮孔缺陷。合金成分對縮孔缺陷的影響大多是直接的，在設計澆冒口系統時，通常應把這些因素考慮進去。二是金屬溶液的壓力使型壁產生退讓，造成型壁位移。金屬溶液壓力的大小和金屬成分有關，灰口鑄鐵對型壁的壓力比合金鑄鐵和球墨鑄鐵要小。從某種程度上來說，碳當量越高，金屬溶液對型壁的壓力越大。

　　四、熔化

　　裝料或稱料草率會造成金屬成分的偏差。針對收縮缺陷時應考慮熔化方面的因素，臟污以及凝固、易于氧化的金屬都對金屬的早期收縮有影響。金屬液的溫度過高，會把砂型加熱到使其產生滑移的程度，從而加劇型壁的位移。金屬液中的氣體越多，凝固過程釋放出的氣體對型壁的壓力越大，越易引起位移。

　　毛坯鑄件的熱處理方法有以下幾種：

　　一、等溫淬火毛坯鑄件進行正火處理雖然應用很廣，但當鑄件形狀復雜，又需要高的綜合機械性能時，則正火處理已很難達到技術要求，而往往采用等溫淬火。

　　其工藝是把鑄件加熱至860-920℃，保溫規定時間（約為鋼的一倍），然后快放入溫度為250-350℃的等溫鹽浴中進行半小時至一個半小時的等溫處理，然后取出空冷。四．調質處理對于受力復雜、截面尺寸較大、綜合機械性能要求高的鑄件，如采用正火或等溫淬火已不能達到上述要求，故往往采用調質處理（淬火+高溫回火）

　　調質處理的淬火時間和保溫時間，基本上與等溫淬火相同，即加熱溫度為860-920℃，為了避免淬火冷卻時產生開裂，除形狀簡單的鑄件采用水冷外，一般都采用油冷。淬火后組織為細片狀馬氏體和球狀石墨。然后再加熱到550-600℃，回火2-6小時。

　　二、退火

　　目的：一般是為了獲得鐵素體基體，提升其塑性與韌性，改進切削加工性，以及去掉鑄造內應力。

　　1、高溫退火：高溫退火工藝是把鑄件加熱至共析溫度范圍以上，即900-950℃，保溫2-4小時，使鑄件發生一階段石墨化，然后隨爐緩慢冷卻至600℃，使鑄件發生中間和二階段石墨化，再出爐空冷。

　　2、低溫退火：低溫退火工藝是把鑄件加熱至共析溫度范圍附近，即720-760℃，保溫2-8小時，使鑄件發生二階段石墨化，然后隨爐緩冷至600℃，再出爐空冷。

　　三、正火

　　目的：使鑄態下基體的混合組織變為珠光體基體，從而提升其強度和性。

　　1、高溫正火：是把鑄件加熱至共析溫度范圍以上，一般為880-920℃，保溫1-3小時，使基體組織全部奧氏體化，然后出爐空冷，使其在共析溫度范圍內由于快冷而獲得珠光體基體。

　　2、低溫正火：是把鑄件加熱至共析溫度范圍內，即840-860℃，保溫1-4小時，使基體組織部分奧氏體化，然后出爐空冷。提升了鑄件的韌性與塑性，但強度較低。

　　毛坯鑄件可進行多種熱處理如QT400可退火，QT700可正火加回火，但感應加熱表面淬火前，好行正火處理。