灰铸铁热处理工艺参考
日期：2019/8/21 10:15:33

                         来源：铸造工业网 2019年8月13日

一、灰铸铁热处理常识

灰铸铁采用热处理工艺的比较少。这是因为热处理只能改变灰铸铁组织不能改变石墨状态，因此也不能消除片状石墨对灰铸铁的有害作用。灰铸铁进行热处理，只适用于消除铸件应力，稳定尺寸及消除白口组织，降低硬度改善加工性能方面。另外，为了增加表面硬度和耐磨度，也会采取淬火工艺。

一般情况，HT200以下的牌号做热处理的情况比较少。只要工艺控制行当，铸态就能生产出非常优质的灰铸铁。

灰铸铁的热处理主要目标是消除应力的退火与消除白口的退火。

而退火虽然能提高其他性能，但会降低灰铸铁的硬度。因此，对灰铸铁进行热理，需要综合考虑各种性能的变化后，再采取的措施。

下面我们来看灰铸铁的热处理操作工艺

1、 去应力退火

铸件在铸造冷却过程中,由于各部位冷却速度不同,容易产生内应力,可能导致铸件翘曲和裂纹,为了保证尺寸稳定性,防止变形,对一些形状复杂的铸件,如床身、汽缸体、汽缸盖等,需进行消除内应力退火。其规范一般为:加热温度 500~550℃,加热速度60~120℃/h,经保温一定时间（每10毫米截面保温一小时）后炉冷到150~220℃出炉空冷。

应当指出，若退火温度超过560℃或保温时间过长，会引起石墨化，使铸件的强度与硬度降低，是不适宜的。

2、 消除铸件白口退火

铸件冷凝时，在表面或某些薄壁处，由于冷却速度较快，很容易出现白口组织，使铸件的硬度和脆性增加，造成切削加工的困难和使用时易剥落。此时就必须将铸件加热到共析温度以上，进行消除白口的软化退火。

消除白口的软化退火，一般是把铸件加热到850-950℃，保温2-5小时，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段石墨化，然后又在随炉缓慢冷却过程中使二次渗碳体及共析渗碳体发生分解，即进行中间和第二阶段石墨化，待随炉缓冷到500-400℃时，再出炉空冷，这样就可获得铁素体或铁素体-珠光体基体的灰口铸铁，从而降低了铸件的硬度，改善了切削加工性。若采用较快的冷却速度，使铸件不发生第二阶段石墨化，则最终就获得珠光体基体的灰口铸铁，增加了铸件的强度和耐磨性。

3、 表面淬火

有些铸件,如机床导轨表面、汽缸内壁等需要提高表面硬度及耐磨性,常进行表面淬火处理,如高频感应加热表面淬火、接触电阻加热表面淬火等。

表面淬火的目的是提高灰口铸铁件的表面硬度和耐磨性。表面淬火的方法有高频感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火及接触电热表面淬火等。

（1）感应加热表面淬火

原理：把工件放入由空心铜管绕成的感应器（线圈）中，感应器中通入一定频率的交流电以产生交变磁场，于是工件内就会产生频率相同、方向相反的感应电流。

分类：（按电流频率划分）

A． 高频感应加热：200-300KHz

B． 中频感应加热：500-10000Hz

C．工频感应加热：50Hz

D． 超音频感应加热：20-40KHz

(2) 火焰加热表面淬火

它是以高温火焰为热源的一种表面淬火法。常用的火焰为乙炔-氧火焰（最高温度3200℃）或煤气-氧火焰（最高温度2000℃）。高温火焰将工件表面快速加热到淬火温度，再随即喷水快速冷却。

(3) 电热表面淬火

原理：用一个电极与欲淬工件表面紧密接触，形成回路，通以低压（2-5V）大电流（400-750A）的交流电，以产生的电阻热将工件加热至淬火温度。

二、HT250牌号热处理常见问题

1.HT250如何用热处理提高硬度

为了提高灰口铸铁的表面硬度和耐磨性，可对其进行表面处理，即火焰表面淬火，高、中频表面淬火。其加热温度在850～950℃，考虑到其导热性差，因此加热速度不宜太快，否则会产生熔化和淬火裂纹缺陷，高频淬火要求铸铁芷火后基体组织主要为珠光体，冷却采用喷水或喷聚乙烯醇水溶液，回火温度在200～400℃范围内，硬度在40～50HRC，可确保表面的硬度和耐磨性

2.用电阻炉对HT2520进行热处理怎样操作？

灰口铸铁的淬火与回火，其组织的变化与钢基本上相同，但因铸件的原始组织和铸件中的石墨分布状况和粗细的不同，这些因素对热处理有明显的影响，故它的加热、保温与冷却不同于钢的热处理。

（1）加热铸铁的淬火加热温度应在830~900℃，当其基体组织为铁素体时，应取上限，而基体组织为珠光体时，应取下限。

（2）保温保温时间亦应根据基体组织而定，当原始组织为珠光体时，其保温时间需要充分保证工件各部分加热到指定温度即可。如果原始组织是珠光体+铁素体或为铁素体时，保温时间就必须保证石墨溶解到奥氏体中去，使其达到饱和程度。故应根据基体的不同，其保温时间应为0.5~3h。但保温时间再长不会增加奥氏体中的溶碳量，也不能改善淬火的效果，故没有必要再延长保温时间。

（3）冷却为了使铸件在淬火时能够获得马氏体组织，而又保证工件不至淬裂或产生过大的变形，应该选择适合的淬火介质。由于铸铁中的石墨存在（特别是粗片状石墨），容易造成应力集中而造成淬火裂纹，故铸铁一般都采用油作淬火介质，这里应当说明的是：铸件淬火后的绝对硬度值一般不超过HB500，只有在极少数的情况下，即在良好的原始组织与含有适当的合金元素时才可能达到HB600。淬火件的回火应在淬火后立即进行，而回火温度应根据工件的具体要求而定。一般的低温（250℃以下）回火，其主要目的是消除淬火应力，减低脆性；高温回火（500~600℃），是为了得到以索氏体为基体的组织。大约从200℃开始，提高回火温度，会逐渐降低硬度、强度，而提高塑性。灰口铸铁的等温淬火，现在也获得了广泛应用，其操作方法与钢的等温淬火相似。