專利名稱：用于銅鉬合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料熱處理領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝。
背景技術(shù)：
銅鑰合金球墨鑄鐵導(dǎo)熱性能差，大型工件多存在組織和成分不均勻、鑄造砂、氣孔等缺陷，不當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚪椒ㄈ菀自斐晒ぜ_裂，硬度不勻，硬度不足。在合理的熱處理工藝前提下，設(shè)計(jì)正確的冷卻方法，實(shí)施恰當(dāng)?shù)睦鋮s速度是避免失效、獲得合格產(chǎn)品的關(guān)鍵。
現(xiàn)有的冷卻方法主要包括為直接水冷或者風(fēng)冷兩種；直接水冷是將工件直接放入水中進(jìn)行冷卻，這種急冷的方式容易造成工件裂紋；而風(fēng)冷則使工件冷卻不均勻，也容易造成工件裂紋，且風(fēng)冷的冷卻速度太慢，達(dá)不到硬度要求和其它力學(xué)性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種步驟簡單、能使工件均勻冷卻并能保證工件的硬度和其他力學(xué)性能的用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝，以解決現(xiàn)有的強(qiáng)化處理工藝易造成工件裂紋、工件硬度和其它力學(xué)性能差的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝，在將銅鑰合金球墨鑄鐵件加熱并保溫后，按照以下步驟對所述銅鑰合金球墨鑄鐵件進(jìn)行冷卻SI、將所述銅鑰合金球墨鑄鐵件懸吊離地并使其旋轉(zhuǎn)；S2、向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧；S3、步驟S2進(jìn)行的同時(shí)，向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件鼓風(fēng)；S4、將所述銅鑰合金球墨鑄鐵件回火并保溫后，空冷直至完全冷卻。作為上述工藝的進(jìn)一步改進(jìn)所述步驟S2具體包括以下步驟201、當(dāng)所述銅鑰合金球墨鑄鐵件呈紅色或暗紅色時(shí)，至少從二個(gè)方向向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧；202、當(dāng)所述銅鑰合金球墨鑄鐵件上無紅色或暗紅色時(shí)，從一個(gè)方向向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧；203、當(dāng)停止噴射后所述銅鑰合金球墨鑄鐵件的內(nèi)腔水跡停留時(shí)間為Is 2s時(shí)，停止噴射水霧。優(yōu)選地，所述步驟201和步驟202中，任意一個(gè)方向的所述水霧流量為25L/min 40L/min ;水壓為 IMpa 4Mpa。優(yōu)選地,所述任意一個(gè)方向的水霧流量為30L/min。優(yōu)選地，所述步驟201中噴射水霧時(shí)，水霧出口與所述銅鑰合金球墨鑄鐵件的距離為3m 4m ;所述步驟202中噴射水霧時(shí)，水霧出口與所述銅鉬合金球墨鑄鐵件的距離為4m 5m。優(yōu)選地，所述步驟202中從一個(gè)方向向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧為周期性的間斷噴射，其中一個(gè)周期為噴射2s 3s后停頓Is 2s。優(yōu)選地,所述步驟SI中，所述旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為10r/min 12r/min。優(yōu)選地，所述回火并保溫的工藝參數(shù)為回火溫度為520°C，保溫時(shí)長為2. 5小時(shí)。優(yōu)選地，所述加熱并保溫的工藝參數(shù)為加熱溫度為910°C，保溫時(shí)長為3. 5小時(shí)。本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明的用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝，采用風(fēng)霧冷卻方法，步驟·簡單、巧妙控制冷卻速度和冷卻均勻度，能保證工件在冷卻過程中不發(fā)生裂紋，完工后工件硬度完全符合技術(shù)要求。2、本發(fā)明的用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝，冷卻過程先快冷，后慢冷。前期冷卻梯度大，能抑制粗片狀珠光體形成，后期緩慢冷卻能避免組織轉(zhuǎn)變時(shí)應(yīng)力過大引發(fā)開裂。本發(fā)明尤其適用于大型高牌號銅鑰合金的球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的強(qiáng)化處理工藝實(shí)施時(shí)的工件位置示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的典型工件的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明I、工件(銅鑰合金球墨鑄鐵件)；2、高壓清洗機(jī)；3、風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。參見圖1，采用本發(fā)明的用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝對如圖2、圖3所示的材料為QT900-2、成品重量為2227kg的銅鑰合金球墨鑄鐵件(以下簡稱“工件I”)進(jìn)行強(qiáng)化處理，具體實(shí)施如下將工件I加熱到910°C，并保溫3. 5小時(shí)后，按照以下步驟對工件I進(jìn)行冷卻SI、如圖I所示，將工件I懸吊離地并使其旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為10r/min 12r/min。工件I 一端預(yù)焊有吊勾。將工件I吊離地面，行車吊勾上的平面軸承能有效減小旋轉(zhuǎn)阻力，工件I在慣性作用下轉(zhuǎn)動自如。S2、向工件I噴射水霧；具體操作步驟如下201、當(dāng)工件I呈紅色或暗紅色時(shí)，如圖I所示，用二臺高壓清洗機(jī)2 (本實(shí)施例選用PX-55型高壓清洗機(jī))從二個(gè)方向向工件I噴射水霧；高壓清洗機(jī)2的水槍出口與工件I的距離為4m ;單個(gè)水槍的水霧流量為30L/min，水壓為IMpa 4Mpa。202、當(dāng)工件I上無紅色或暗紅色時(shí)，改用一臺高壓清洗機(jī)2單方向向工件I噴射水霧；水槍的水霧流量為30L/min，水壓為IMpa 4Mpa。高壓清洗機(jī)2的水槍出口與工件I的距離擴(kuò)大為5m。噴射的時(shí)間也從連續(xù)噴射改為周期性的間斷噴射，一個(gè)周期為噴射2s后停頓2s。203、當(dāng)停止噴射后工件I的內(nèi)腔水跡停留時(shí)間為Is 2s時(shí)，此時(shí)，工件I內(nèi)腔壁50mm距離處手感可適，停止噴射水霧。留適當(dāng)余熱溫度，可利用工件I的自回火消除工件I開裂傾向。S3、步驟S2進(jìn)行的同時(shí)，如圖I所示，采用風(fēng)機(jī)3 (本實(shí)施例選用2. 5KW的風(fēng)機(jī))向工件I中部鼓風(fēng)；能使工件I冷卻速度加快，冷卻更均勻。S4、步驟S3完成后，將工件I回火，回火溫度為520°C，再保溫2. 5小時(shí)后，另工件·I空冷直至完全冷卻。上述步驟完成后，工件I完全能滿足取樣抗拉強(qiáng)度彡900MPa，延伸率彡2%，模具內(nèi)表面硬度>HB300的技術(shù)要求。本發(fā)明實(shí)際操作時(shí)，可以采用三人人工配合實(shí)現(xiàn)，其中I人用長鐵勾或桿推動工件I旋轉(zhuǎn)，2人控制清洗機(jī)水槍噴射；也可以采用其他自動控制的裝置控制實(shí)現(xiàn)。冷卻過程工件I各部位應(yīng)保持均勻冷卻，通常情況下，工件I內(nèi)腔散熱慢，為達(dá)到內(nèi)腔硬度提升、整體應(yīng)力平衡的目的，整個(gè)過程采用加強(qiáng)工件I內(nèi)腔冷卻，溫度均勻程度從工件I色征可以評定，以內(nèi)、外、上、下一致為判定標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際操作時(shí)可讓工件I內(nèi)腔在迎風(fēng)霧方向停留時(shí)間拉長。如，定點(diǎn)慢轉(zhuǎn)，對內(nèi)腔迎射一追射，調(diào)整噴槍與工件I的距離等。綜上，本發(fā)明的用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝，采用風(fēng)霧冷卻方法，巧妙控制冷卻速度和冷卻均勻度，能保證工件I在冷卻過程中不發(fā)生裂紋；冷卻過程先快冷，后慢冷。前期冷卻梯度大，能抑制粗片狀珠光體形成，后期緩慢冷卻能避免組織轉(zhuǎn)變時(shí)應(yīng)力過大引發(fā)開裂。完工后工件I硬度完全符合技術(shù)要求。該方法已在200多件模具的制造過程中實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證了其優(yōu)良的效果。本發(fā)明尤其適用于大型高牌號銅鑰合金的球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于銅鑰合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，在將銅鑰合金球墨鑄鐵件加熱并保溫后，按照以下步驟對所述銅鑰合金球墨鑄鐵件進(jìn)行冷卻 51、將所述銅鑰合金球墨鑄鐵件懸吊離地并使其旋轉(zhuǎn)； 52、向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧； 53、步驟S2進(jìn)行的同時(shí)，向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件鼓風(fēng)； 54、將所述銅鑰合金球墨鑄鐵件回火并保溫后，空冷直至完全冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟 201、當(dāng)所述銅鑰合金球墨鑄鐵件呈紅色或暗紅色時(shí)，至少從二個(gè)方向向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧；· 202、當(dāng)所述銅鑰合金球墨鑄鐵件上無紅色或暗紅色時(shí)，從一個(gè)方向向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧； 203、當(dāng)停止噴射后所述銅鑰合金球墨鑄鐵件的內(nèi)腔水跡停留時(shí)間為Is 2s時(shí)，停止噴射水霧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，所述步驟201和步驟202中，任意一個(gè)方向的水霧流量為25L/min 40L/min ;水壓為IMpa 4Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，任意一個(gè)方向的所述水霧流量為 30L/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，所述步驟201中噴射水霧時(shí)，水霧出口與所述銅鑰合金球墨鑄鐵件的距離為3m 4m ;所述步驟202中噴射水霧時(shí)，水霧出口與所述銅鑰合金球墨鑄鐵件的距離為4m 5m。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，所述步驟202中從一個(gè)方向向所述銅鑰合金球墨鑄鐵件噴射水霧為周期性的間斷噴射，其中一個(gè)周期為噴射2s 3s后停頓Is 2s。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，所述步驟SI中，所述旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為10r/min 12r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，所述回火并保溫的工藝參數(shù)為回火溫度為520°C，保溫時(shí)長為2. 5小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的強(qiáng)化處理工藝，其特征在于，所述加熱并保溫的工藝參數(shù)為加熱溫度為910°C，保溫時(shí)長為3. 5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于銅鉬合金球墨鑄鐵件的強(qiáng)化處理工藝，在將銅鉬合金球墨鑄鐵件加熱并保溫后，按照以下步驟對銅鉬合金球墨鑄鐵件進(jìn)行冷卻將銅鉬合金球墨鑄鐵件懸吊離地并使其旋轉(zhuǎn)；同時(shí)向銅鉬合金球墨鑄鐵件噴射水霧并鼓風(fēng)；再將銅鉬合金球墨鑄鐵件回火并保溫后，空冷直至完全冷卻。本發(fā)明采用風(fēng)霧冷卻方法，巧妙控制冷卻速度和冷卻均勻度，能保證工件在冷卻過程中不發(fā)生裂紋，完工后工件的硬度完全符合技術(shù)要求。
文檔編號C21D5/00GK102747209SQ20121025791
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者吳克力 申請人:湖南三星機(jī)床工具有限公司