[發明專利]一種球墨鑄鐵的強化工藝及其制成品

有效

• 申請號: 201010153280.1
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101851735A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 高亮慶;朱蘊策;汪維新
• 申請（專利權）人: 東風汽車有限公司
• 主分類號: C23C8/32
• 分類號: C23C8/32;C23C8/02;C21D9/00
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

1.一種球墨鑄鐵的強化工藝，其特征在于所述強化工藝依次包括以下步驟：

第一步：對球墨鑄鐵零件進行清理、清洗，去除表面氧化皮、銹斑、油污等污物；

第二步：將清理、清洗后的球墨鑄鐵零件放進滲碳爐內進行碳氮共滲處理，所述碳氮共滲處理是指在800-840℃的溫度條件下加入甲醇與氨氣，甲醇的加入量為80-120滴/分，氨氣的加入體積為前述甲醇的裂解氣體積的1％-5％，同時通過控制丙烷的加入量以維持碳勢為0.8-1.2％，處理時間為2-4小時；

第三步：將經過碳氮共滲處理的球墨鑄鐵零件放進油中進行常溫下的淬火，淬火后即制得球墨鑄鐵零件制成品。

2.根據權利要求1所述的一種球墨鑄鐵的強化工藝，其特征在于：

所述滲碳爐為普通井式氣體滲碳爐或箱式氣體滲碳爐；所述第二步依次包括以下步驟：

首先，先升高滲碳爐的溫度至800-840℃，然后在此溫度條件下進行爐罐滲碳，直至爐內氣氛碳勢大于0.8％；

其次，將清理、清洗后的球墨鑄鐵零件裝入滲碳爐內并蓋上爐蓋，然后快速升溫至760℃-800℃以通過鐵素體-奧氏體雙相區，升溫速度大于等于15℃/min，當爐溫到達760℃-800℃后進行排氣處理，即在760℃-800℃的溫度條件下加入甲醇，同時完全打開排氣口排氣，甲醇的加入量為120-220滴/分，處理時間持續30分鐘；

再次，先繼續升高爐內溫度至800-840℃，然后對球墨鑄鐵零件進行碳氮共滲處理，所述碳氮共滲處理是指在800-840℃的溫度條件下加入甲醇與氨氣，甲醇的加入量為80-120滴/分，氨氣的加入體積為前述甲醇的裂解氣體積的1％-5％，同時通過控制丙烷的加入量以維持碳勢為0.8-1.2％，處理時間為2-4小時。

3.根據權利要求1所述的一種球墨鑄鐵的強化工藝，其特征在于：

所述滲碳爐為預抽真空滲碳爐；所述第二步依次包括以下步驟：

首先，先升高滲碳爐的溫度至800-840℃，然后在此溫度條件下進行爐罐滲碳，直至爐內氣氛碳勢大于0.8％；

其次，將清理、清洗后的球墨鑄鐵零件裝入滲碳爐內并蓋上爐蓋，然后快速升溫至760℃-800℃以通過鐵素體-奧氏體雙相區，升溫速度大于等于15℃/min，同時開啟真空泵抽氣，當爐溫到達760℃-800℃、爐內真空度達到50-266Pa后再進行排氣處理，即先關閉真空泵，同時滴入甲醇，直至爐內壓力恢復至常壓以上20-30mm水柱時，再開啟排氣口排氣，甲醇的加入量為120-220滴/分，處理時間持續5-20分鐘；

再次，先繼續升高爐內溫度至800-840℃，然后對球墨鑄鐵零件進行碳氮共滲處理，所述碳氮共滲處理是指在800-840℃的溫度條件下加入甲醇與氨氣，甲醇的加入量為80-120滴/分，氨氣的加入體積為前述甲醇的裂解氣體積的1％-5％，同時通過控制丙烷的加入量以維持碳勢為0.8-1.2％，處理時間為2-4小時。

4.根據權利要求1所述的一種球墨鑄鐵的強化工藝，其特征在于：

所述滲碳爐為連續式滲碳爐；所述第二步依次包括以下步驟：

首先，設定并保持滲碳爐的加熱區溫度為760-800℃、碳氮共滲區溫度為800-840℃、碳氮共滲區碳勢為0.8-1.2％、甲醇的加入量為80-120滴/分，且氨氣的加入體積為前述甲醇的裂解氣體積的1％-5％；

其次，將清理、清洗后的球墨鑄鐵零件裝入滲碳爐的傳送帶或料盤，然后設定傳送帶速度或推盤周期以保證球墨鑄鐵零件在碳氮共滲區內的時間為2-4小時，隨后啟動滲碳爐以對球墨鑄鐵零件進行碳氮共滲處理，所述碳氮共滲處理是指在800-840℃的溫度條件下加入甲醇與氨氣，甲醇的加入量為80-120滴/分，氨氣的加入體積為前述甲醇的裂解氣體積的1％-5％，同時通過控制丙烷的加入量以維持碳勢0.8-1.2％，處理時間為2-4小時。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的球墨鑄鐵的強化工藝，其特征在于：所述第三步為：先將經過碳氮共滲處理的球墨鑄鐵零件放進油中進行常溫下的淬火，淬火后再對球墨鑄鐵零件進行220℃以下的低溫回火，低溫回火后即可制得球墨鑄鐵零件制成品。

6.一種權利要求1-4中任意一項所述的球墨鑄鐵的強化工藝的制成品，其特征在于：所述球墨鑄鐵零件制成品的金相組織依次包括表層、次層與基體，所述表層為粒狀或連續分布的化合物層，厚度為0.0025-0.005mm，所述次層為隱針狀含氮馬氏體、殘余奧氏體和石墨，厚度為0.04-0.10mm，所述基體為細針狀馬氏體、殘余奧氏體和石墨。