球墨鑄件設(shè)計(jì)和熱處理分析

球墨鑄件的設(shè)計(jì)工藝性。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了要根據(jù)工作條件和金屬資料性能來(lái)確定球墨鑄件幾何形狀、尺寸大小外，還從鑄造合金和鑄造工藝特性的角度來(lái)考慮設(shè)計(jì)的合理性，即明顯的尺寸效應(yīng)和凝固、收縮、應(yīng)力等問(wèn)題，以防止或減少球墨鑄件的成分偏析、變形、開(kāi)裂等缺陷的發(fā)生。球墨鑄件的工藝操作，要制定合理的工藝操作規(guī)程，提高工人的技術(shù)水平，使工藝規(guī)程正確實(shí)施。
　　鑄造生產(chǎn)中，要對(duì)球墨鑄件的質(zhì)量進(jìn)行控制與檢驗(yàn)。先要制定從原材料、輔助資料到每種具體產(chǎn)品的控制和檢驗(yàn)的工藝守則與技術(shù)條件。對(duì)每道工序都嚴(yán)格按工藝守則和技術(shù)條件進(jìn)行控制和檢驗(yàn)。后對(duì)制品球墨鑄件作質(zhì)量檢驗(yàn)。要配備合理的檢測(cè)方法和合適的檢測(cè)人員。一般對(duì)球墨鑄件的外觀質(zhì)量，可用比力樣塊來(lái)判斷球墨鑄件概況粗拙度;概況的細(xì)微裂紋可用著色法、磁粉法檢查。
　　鑄鐵熔煉及澆注鐵水質(zhì)量對(duì)球墨鑄件概況質(zhì)量影響，主要浮現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是鐵水中雜質(zhì)的含量，特別是氧化鐵含量，極易在球墨鑄件概況發(fā)生夾渣或渣氣孔;二是鐵水中氣體含量，氣體含量高易使球墨鑄件在概況或皮下發(fā)生氣孔。采取的主要措施是提高鐵水溫度，建立完善的沖天爐檢測(cè)系統(tǒng)，沖天爐處于正常狀態(tài)。
　　對(duì)球墨鑄件的內(nèi)部質(zhì)量，可用音頻、超聲、渦流、X射線和γ射線等方法來(lái)檢查和判斷。鑄造用原材料的質(zhì)量。金屬爐料、耐火資料、燃料、熔劑、蛻變劑以及鑄造砂、型砂粘結(jié)劑、涂料等材料的質(zhì)量不合尺度，會(huì)使球墨鑄件發(fā)生氣孔、針孔、夾渣、粘砂等缺陷，影響球墨鑄件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使球墨鑄件報(bào)廢。
　　球狀石墨對(duì)基體的割裂作用小，所以球墨鑄件的力學(xué)性能主要取決于基體組織，因此，通過(guò)熱處理可顯著球墨鑄件的力學(xué)性能。球墨鑄件均應(yīng)在熱處理后使用。因?yàn)殍T態(tài)下的球墨鑄件內(nèi)部存在氣孔，裂紋，縮孔和縮松，晶粒粗大，組織不均及殘余內(nèi)應(yīng)力等鑄造缺陷，使球墨鑄件的強(qiáng)度，尤其是塑性和韌性降低。
　　1、退火
　　去應(yīng)力退火：球墨鑄鐵的鑄造內(nèi)應(yīng)力比灰鑄鐵約大兩倍。對(duì)于不再進(jìn)行其它熱處理的球墨鑄鐵鑄件，都要進(jìn)行去應(yīng)力退火。
　　石墨化退火：石墨化退火的目的是為了使鑄態(tài)組織中的自由滲碳體和珠光體中的共析滲碳體分解，獲得高塑性的鐵素體基體的球墨鑄鐵，鑄造應(yīng)力，其加工性。
　　2、正火
　　正火的目的是為了以珠光體為主的基體組織，細(xì)化晶粒，提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度、硬度和。正火可分為高溫和低溫正火兩種。
　　高溫正火對(duì)厚壁鑄件，應(yīng)采用風(fēng)冷，甚至噴霧冷卻，以獲得珠光體球墨鑄鐵。
　　低溫正火是將鑄件加熱至840～860℃，保溫1～　　4h，出爐空爐，獲得珠光體+鐵素體基體的球墨鑄鐵。
　　球墨鑄鐵的導(dǎo)熱性較差，正火后鑄件內(nèi)應(yīng)力較大，因此，正火后應(yīng)進(jìn)行一次應(yīng)力退火。
　　3、等溫淬火
　　當(dāng)鑄件形狀復(fù)雜，又需要高的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性時(shí)，需采用等溫淬火。等溫淬火是將鑄件加熱至860～920℃（奧氏體區(qū)），適當(dāng)保溫（熱透），放入250～350℃的鹽浴爐中進(jìn)行0.5～1.5h的等溫處理，然后取出空冷，使過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w。等溫淬火可防止變形和開(kāi)裂，提高鑄件的綜合力學(xué)性能，適用于形狀復(fù)雜、易變形、截面尺寸不大、受力復(fù)雜、要求綜合力學(xué)性能好的球墨鑄鐵鑄件，如齒輪、曲軸、滾動(dòng)軸承套圈、凸輪軸等。
　　4、調(diào)質(zhì)處理
　　調(diào)質(zhì)處理是將鑄件加熱到860～920℃，保溫后油冷，然后在550～620℃高溫回火2～6h，獲得回火索氏體和球狀石墨組織的熱處理方法。調(diào)質(zhì)處理可獲得高的強(qiáng)度和韌性，適用于受力復(fù)雜、截面尺寸較大、綜合力學(xué)性能要求高的鑄件，如柴油機(jī)曲軸、連桿等重要零件。