與灰鑄鐵和球鐵一樣,儒墨鑄鐵的性能除了石墨形態(tài)、分布外,更與基體組織有關(guān),實(shí)際上,儒墨鑄鐵并不是新發(fā)現(xiàn),在研究球墨鑄鐵初期就出現(xiàn)這中石墨形態(tài),在球鐵生產(chǎn)中是當(dāng)做球化不良品。之后就是蠕蟲狀石墨鑄鐵發(fā)展為一種新材料——儒墨鑄鐵、鋼錠的澆注模就是這種材料。
儒墨鑄鐵的基體組織有三中形態(tài):珠光體、珠光體+鐵素體、鐵素體。
(1)預(yù)備熱處理 為了獲得鐵素體基體,可以按照球鐵石墨化退火處理進(jìn)行。硬環(huán)化處理退火工藝:920℃加熱,保溫3h,快冷,快冷速度40℃/h,冷至約700℃后在爐內(nèi)緩慢冷卻,500℃后出爐空冷。
對于需要進(jìn)行表面熱處理或整體熱處理的工件需要進(jìn)行預(yù)備熱處理——正火處理。
正火熱處理工藝:880~900℃加熱,保溫2~4h,風(fēng)冷,珠光體含量約80%;約1000℃加熱,保溫>2.5h,風(fēng)冷,珠光體含量>90%。
(2)淬火回火處理
①淬火:一般加熱溫度為850~870℃,硅含量較高時加熱溫度應(yīng)適當(dāng)提高。鹽浴爐加熱時保溫時間可按1min/mm計算,在氣體介質(zhì)爐中按1.5min/mm計算。
形狀復(fù)雜和厚度較大的鑄件采用油冷,形狀簡單的零件可用水冷。
淬火之后的硬度≥55HRC。
②回火:回火溫度應(yīng)低于550℃,以免發(fā)生石墨化。保溫時間應(yīng)根據(jù)裝爐量和鑄件厚度確定,但不應(yīng)小于1h。
③等溫淬火:儒墨鑄鐵等溫淬火加熱溫度及保溫時間與淬火相同,等溫溫度一般為250~270℃。保溫時間約2h。
④硬環(huán)化處理:儒墨鑄鐵零件經(jīng)石墨化退火獲得鐵素體在基體后,再通過高頻感應(yīng)加熱950℃,保溫10~20s,淬火,可在石墨周圍形成環(huán)狀硬質(zhì)組織,使零件表面具有良好的耐磨性。這種工藝稱為硬環(huán)化處理。