鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書主頁

1、鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：01 Pages Possess the 9 Pages前 提：本作業(yè)指導(dǎo)書系建蓓鑄造有限公司的核心工藝文件之一。它針對(duì)公司產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的第三個(gè)特殊過程(見公司質(zhì)量手冊(cè)章節(jié)號(hào)4.0/4.1之4.1.7)提出了系統(tǒng)完整的操作、控制規(guī)定，必須得到充分嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。 本作業(yè)指導(dǎo)書所取參數(shù)，主要源于化工出版社的鋼鐵熱處理實(shí)用技術(shù)。* 本作業(yè)指導(dǎo)書中打“*”并用楷體注明的文字，是警/提示內(nèi)容，也可作為執(zhí)行條款。1. 灰鑄鐵的退火、正火熱處理工藝1.1 消除內(nèi)應(yīng)力退火(人工時(shí)效)工藝灰鑄鐵消除內(nèi)應(yīng)力退火(人工時(shí)效)至150200后出爐

2、空冷溫度/時(shí)間/h3050/h爐冷35h500550熱處理工藝適用范圍1.較薄、故冷卻速度較快的灰鐵件；2.形狀復(fù)雜、截面變化較大的鑄件；3.需進(jìn)行機(jī)加工的大型鑄件；4.經(jīng)過少量焊修，因而局部積累些許焊應(yīng)力的鑄件。* 加熱溫度越高，應(yīng)力消除越快。但溫度過高，則易發(fā)生石墨化與珠光體球化而使性能降低，尤其是含Si量較高時(shí)；* 保溫時(shí)間一般按爐內(nèi)鑄件平均壁厚的5min/mm計(jì)算。形狀復(fù)雜的鑄件，要以75100/h的速率緩慢加熱；* 保溫時(shí)間終了，以3050/h的速率在爐內(nèi)緩冷，冷卻至150200出爐冷卻(空冷)。1.2 軟化退火和正火工藝正 火退 火灰鑄鐵軟化退火和正火熱處理工藝爐 冷空 冷時(shí)間/h

3、溫度/23h900950適用范圍1.消除因澆注后鑄件過快冷卻，在鑄表形成的薄白口層，使鑄件容易進(jìn)行機(jī)械加工；2.勻化并得到珠光體+石墨的基體組織；3.正火工藝適用于對(duì)材質(zhì)有硬度要求的鑄件，退火工藝適用于對(duì)材質(zhì)有韌性要求的鑄件；4.經(jīng)過較多焊修，因而積累較大焊應(yīng)力的鑄件。* 保溫時(shí)間一般按爐內(nèi)鑄件平均壁厚的5min/mm計(jì)算。形狀復(fù)雜的鑄件，要以75100/h的速率緩慢加熱。2. 球墨鑄鐵的退火、正火(+回火)和調(diào)質(zhì)熱處理工藝2.1 高溫退火 當(dāng)鑄態(tài)組織為鐵素體+珠光體+滲碳體+石墨時(shí)，必須采用高溫退火工藝：鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：02 Pag

4、es Possess the 9 Pages空 冷爐 冷至60014h900950時(shí)間/h球墨鑄鐵高溫退火熱處理工藝溫度/適用范圍1.獲得鐵素體球墨鑄鐵；2.分解滲碳體和珠光體，提高機(jī)械性能；3.改善加工性能，使工件容易加工且不易變形。* 退火溫度越高，滲碳體組織分解速度越快，白口現(xiàn)象越易消除。但溫度過高將使鑄件機(jī)械性能反而變壞，發(fā)生變形和表面氧化失碳，故須嚴(yán)格控制溫度上限。* 保溫時(shí)間也可按爐內(nèi)鑄件每15mm的有效厚度、需要保溫12h計(jì)算，鑄件白口深度大、滲碳體組織成分多時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加保溫時(shí)間。* 形狀復(fù)雜的鑄件，要以75100/h的速率緩慢加熱。保溫終了，以6080/h的速率在爐內(nèi)緩冷，至

5、600后出爐空冷。2.2 低溫退火 當(dāng)鑄態(tài)組織為鐵素體+珠光體+石墨(沒有滲碳體)時(shí)，只需采用低溫退火工藝：溫度/空 冷爐 冷至600時(shí)間/h24h720760球墨鑄鐵低溫退火熱處理工藝適用范圍1.獲得鐵素體球墨鑄鐵；2.分解滲碳體和珠光體，提高機(jī)性能；3.改善加工性能。* 保溫時(shí)間也可按爐內(nèi)鑄件每15mm的有效厚度、需要保溫12h計(jì)算；* 形狀復(fù)雜的鑄件，要以75100/h的速率緩慢加熱。保溫終了，以6080/h的速率在爐內(nèi)緩冷，至600后出爐空冷。2.3 正火+回火溫度/時(shí)間/h球墨鑄鐵正火+回火熱處理工藝正火回火34h550600空 冷空 冷13h 880920適用范圍1.獲得珠光體基體

6、組織(P可達(dá)70%以上)；2.增加珠光體分散度，細(xì)化組織金相；3.提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性。鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：03 Pages Possess the 9 Pages* 保溫時(shí)間也可按爐內(nèi)鑄件每15mm的有效厚度、需要保溫12h計(jì)算；* 形狀復(fù)雜的鑄件，要以75100/h的速率緩慢加熱。正火保溫終了即進(jìn)行空氣冷卻或吹風(fēng)強(qiáng)制冷卻；* 由于正火的冷卻速率較大，會(huì)導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生熱處理應(yīng)力。故應(yīng)在正火后的24h內(nèi)進(jìn)行以消除鑄件內(nèi)應(yīng)力為目的的回火熱處理?；鼗鸨亟K了，鑄件在靜止空氣中冷卻。2.4 調(diào)質(zhì)熱處理溫度/時(shí)間/h球墨鑄鐵調(diào)質(zhì)熱處理工藝水 或

7、油 冷正淬回火24h550620空 冷24h 860900適用范圍1.獲得回火索氏體+石墨組織；2.使材質(zhì)性能得到最大程度的提升。獲得較高的綜合機(jī)械性能；3.技術(shù)性能要求很高的大型球鐵件。* 保溫時(shí)間也可按爐內(nèi)鑄件每15mm的有效厚度、需要保溫12h計(jì)算；* 形狀復(fù)雜的鑄件，要以75100/h的速率緩慢加熱。正淬保溫終了要迅即入水(復(fù)雜鑄件用油淬)。入淬時(shí)要控制介質(zhì)溫度不宜過高(最好控制在20左右，可用冷卻塔使介質(zhì)及時(shí)冷卻)；* 淬火形成較大的調(diào)質(zhì)應(yīng)力，故應(yīng)在正火后的12h內(nèi)完成回火熱處理?；鼗鸨亟K了，鑄件可采用空冷、油冷，但絕不可采用爐冷(緩冷將使沖擊值陡降)。3. 合金鑄鐵的穩(wěn)定化(人工

8、時(shí)效)和軟化退火、正+回?zé)崽幚砉に?.1 穩(wěn)定化消除內(nèi)應(yīng)力退火(人工時(shí)效)工藝合金鑄鐵穩(wěn)定化退火(人工時(shí)效)至200后出爐空冷溫度/時(shí)間/h3050/h爐冷48h550570熱處理工藝適用范圍1.高Cr抗磨白口鑄鐵、耐熱鑄鐵等合金鑄鐵件消除鑄應(yīng)力；2. 經(jīng)過少量焊修，因而局部積累些許焊應(yīng)力的合金鑄鐵件；3.需進(jìn)行機(jī)加工的大型合金鑄鐵件。* 保溫時(shí)間也可按爐內(nèi)鑄件每15mm的有效厚度、需要保溫1h計(jì)算；* 裝爐時(shí)溫度須低于200，加熱速率小于60100/h。保溫終了爐內(nèi)冷卻速率控制在3050/h，避免形成新的熱應(yīng)力。* 出爐空冷，可根據(jù)需要采用風(fēng)冷或靜態(tài)空氣冷卻。前者表面硬度較高，后者表面硬度較

9、低。3.2 軟化退火鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：04 Pages Possess the 9 Pages緩 冷爐冷至600空 冷48h700750退 火合金鑄鐵軟化退火熱處理工藝時(shí)間/h溫度/16h920960適用范圍1.高Cr抗磨白口鑄鐵、耐熱鑄鐵等合金鑄鐵件細(xì)化晶粒、提高性能；2. 經(jīng)過較多焊修，因而積累較大焊應(yīng)力的合金鑄鐵件；3.需進(jìn)行機(jī)加工的大型合金鑄鐵件。* 保溫時(shí)間也可按爐內(nèi)鑄件每15mm的有效厚度、需要保溫1h計(jì)算；* 裝爐時(shí)溫度須低于200，加熱速率小于60100/h。第一次和第二次保溫終了爐內(nèi)冷卻速率控制在3050/h，分別緩冷

10、至700750和600溫點(diǎn)。* 出爐空冷，可根據(jù)需要采用風(fēng)冷或靜態(tài)空氣冷卻。前者表面硬度較高，后者表面硬度較低。3.3 正火+回火溫度/合金鑄鐵正火+回火熱處理工藝時(shí)間/h正火回火20030028h空 冷空 冷26h 9201020適用范圍1.獲得良好的金相組織和材質(zhì)穩(wěn)定性；2.使材質(zhì)綜合性能得到提升。獲得較高的綜合機(jī)械性能；3.有嚴(yán)格力學(xué)性能要求的合金鑄鐵件。* 保溫時(shí)間也可按爐內(nèi)鑄件每15mm的有效厚度、需要保溫1h計(jì)算；* 正火溫度根據(jù)合金成分分別取上、下限：如kmTBCr26取上限、kmTBCr15Mo2-DT取下限。裝爐時(shí)溫度須低于200，加熱速率小于60100/h。* 出爐空冷通常

11、采取靜態(tài)空冷。4. 亞共析碳鋼完全退火和正火+回火熱處理工藝4.1 完全退火300出 爐爐 冷時(shí)間/h亞共析鋼完全退火熱處理工藝溫度/28hAc3+(3050)適用范圍1. 常規(guī)機(jī)械性能要求的亞共析鋼(ZG1555鋼)鑄件；2. 經(jīng)過大面積焊修的鑄鋼件。鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：05 Pages Possess the 9 Pages各牌號(hào)亞共析鋼的Ac3+(3050)、及完全退火或正火溫度參考下表：鋼 號(hào)熱處理類型加熱溫度/ 冷卻形式ZG200-400(15)ZG200-400H正火或完全退火920940空冷或爐冷ZG230-450(25)Z

12、G230-450H/275-485HQ235/WCB/WCA/WCC/SCW410/SCW450/GS38/GS45/SCW550/SCW660正火/完全退火回火890910550650空冷或爐冷ZG270-500(35)GS52正火/完全退火回火880900550650空冷或爐冷ZG310-570(45)正火/完全退火回火870890550650空冷或爐冷ZG340-640(55)正火/完全退火回火840860550650空冷或爐冷* 保溫時(shí)間按爐內(nèi)鑄件最厚壁處的每25mm保溫1h計(jì)算，當(dāng)壁厚超過75mm，則超過部分按每50mm保溫1h疊加； Ex：某爐內(nèi)裝的亞共析鋼鑄件的最厚壁厚為150m

13、m，則其熱處理保溫時(shí)間應(yīng)為：3+150-(325)/50=4.5小時(shí)* 升溫速率：一般 (厚薄相對(duì)均勻、結(jié)構(gòu)簡單)鑄鋼件，可以每小時(shí)100150的速率升溫。復(fù)雜(厚薄差異大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜)鑄鋼件，600以下時(shí)，以每小時(shí)5080的速率升溫，600以上可全速升溫。* 300出爐后，通常采取靜態(tài)空冷。4.2 正火+回火溫度/亞共析鋼正火+回火熱處理工藝300出 爐時(shí)間/h風(fēng)冷 或空冷正火回火28h550650爐 冷28h Ac3+(3050)適用范圍1.對(duì)力學(xué)性能有較高要求的碳鋼鑄件；2.材質(zhì)性能比完全退火得到更大程度的提升。獲得較高的綜合機(jī)械性能；3. 經(jīng)過大面積焊修的鑄鋼件，可以直接進(jìn)行回火處理。*

14、 正火和回火的保溫時(shí)間均按爐內(nèi)鑄件最厚壁處的每25mm保溫1h計(jì)算，當(dāng)壁厚超過75mm，則超過部分按每50mm保溫1h疊加；* 升溫速率：一般 (厚薄相對(duì)均勻、結(jié)構(gòu)簡單)鑄鋼件，可以每小時(shí)100150的速率升溫。復(fù)雜(厚薄差異大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜)鑄鋼件，600以下時(shí)，以每小時(shí)5080的速率升溫，600以上可全速升溫。* 正火保溫終了，通常采用強(qiáng)風(fēng)快冷方式，回火保溫終了，爐冷至300出爐后，通常采取靜態(tài)空冷。5.高錳鋼的正火及調(diào)質(zhì)熱處理工藝鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：06 Pages Possess the 9 PagesZGMn13(14)h950水淬

15、10501080650鑄件壁厚(mm)裝爐溫度()保溫(h)升溫(/h)保溫(h)升溫(/h)保 溫(h)冷 卻方 式4045011.510011.5隨爐45min1.5水淬40803501.52801.52隨爐11.5水淬100300400-5023隨爐23水淬100120200300-950時(shí)入淬，水溫不應(yīng)高于40，否則淬火效果將明顯衰減。鑄件出水溫度應(yīng)80。6. 鉻系鋼的完全退火、正火及調(diào)質(zhì)熱處理工藝空 冷550出爐空冷回火28hAc1正火或淬火完全退火爐 冷空 冷 或 入 淬Ac3+(3050)鉻系鋼完全退火和正火及調(diào)質(zhì)熱處理工藝時(shí)間/h溫度/28h* 正火、淬火和回火的保溫時(shí)間均按爐

16、內(nèi)鑄件最厚壁處的每25mm保溫1h計(jì)算，當(dāng)壁厚超過75mm，則超過部分按每50mm保溫1h疊加；* 回火保溫溫度須根據(jù)鑄件的技術(shù)要求選擇：鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：07 Pages Possess the 9 Pagesa) 低溫回火：150250，獲得回火馬氏體，適用于要求高硬度、高耐磨性、且具一定韌性的鑄件；b) 中溫回火：350500，獲得回火曲氏體，適用于具有很高彈性極限(如彈簧鋼)的鑄件；c) 高溫回火：550650，獲得回火索氏體，適用于要求較高韌性和良好的綜合機(jī)械性能的鑄件，是各鋼種最常用的回火工藝。各牌號(hào)鉻系鋼的Ac3+(305

17、0)、及完全退火、正火、淬火及回火溫度參考下表：鋼 號(hào)熱處理類型加熱溫度/ 冷卻形式ZG1Cr13(101、100)CA-15退火淬火回火9501050750爐冷水爐冷ZG2Cr13(102)CA-40退火淬火回火9501050600670空冷水爐冷ZG1Cr17(201)退火750800爐冷ZG1Cr18Ni9Ti(305)淬火9501050水ZG1Cr18Ni9(303)淬火10501100水ZG1Cr18Ni12Mo2Ti(307)淬火11001150水ZG0Cr18Ni12Mo2Ti(306)CF-8M 、CF10、CF10M、CH20、HK30淬火11001150水ZG0Cr18Ni

18、9Ti(304)CF-8淬火9501050水ZG1Cr19Mo2(202)退火80010爐冷ZGCr28(203)退火85010爐冷* 上表未涵蓋的稀有鉻系鋼種的熱處理類型和加熱溫度，可查閱鑄造工程師手冊(cè)獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；* 鉻系鋼包括含有Mn、P、N等元素的鋼種，退火、正火和回火后，不可在500550的溫段緩慢冷卻(宜采取快速空冷)，以防止出現(xiàn)回火脆性。如需要消除由快速冷卻所積淀的回火應(yīng)力時(shí)，可增加一次低溫回火。7. 低合金鋼的完全退火、正火及調(diào)質(zhì)熱處理工藝各牌號(hào)低合金鋼的Ac3+(3050)、及完全退火、正火、淬火及回火溫度參考下表：鋼 號(hào)熱處理類 型加熱溫度/ 冷卻形式ZG25Mn2正火淬火

19、回火870890860880580620空冷水爐冷ZG40Mn2正火回火850870550600空冷爐冷ZG35SiMnZG35MnSi正火淬火回火860880870890580610空冷水爐冷鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：08 Pages Possess the 9 PagesZG35CrMoZG42CrMo(取下限)正火或淬火回火860880600610空冷或水淬爐 冷ZG40Cr正火或淬火回火830850520680空冷或水淬爐 冷ZG34CrNiMoZG30NiCrMo正火或淬火回火870880600650空冷或水淬爐 冷ZG55MnSi正

20、火回火850870580600空冷爐冷SCW480(SCW49)ZG20SiMn正火回火900920580600空冷爐冷ZG35SiMnMo正火淬火回火880900830860550650空冷水爐冷* 低合金鋼熱處理的各項(xiàng)具體技術(shù)要求可參考鉻系鋼的相關(guān)條款。8. 熱處理的作業(yè)流程回 火正+回回火結(jié)束淬火正火、退火結(jié)束作業(yè)完畢按工藝規(guī)定控制出爐溫度進(jìn)爐出爐空冷或卸爐關(guān)閉記錄儀爐冷保溫升溫打開記錄儀通電關(guān)、封爐門關(guān)閉記錄儀爐冷保溫升溫通電火打開記錄儀關(guān)、封爐門工作任務(wù)單進(jìn)爐裝爐淬火+回火按工藝規(guī)定控制出爐溫度9. 熱處理的鑄件裝爐要求9.1 鑄件在臺(tái)車底部必須墊高3050mm。鑄件與鑄件疊放時(shí)，件間應(yīng)墊放5070mm的鐵塊或高鋁磚塊，鑄件壁厚越大，間墊距離須越大。9.2 鑄件必須墊穩(wěn)、墊平，防止發(fā)生垮塌危險(xiǎn)和產(chǎn)生熱處理變形。9.3 裝爐應(yīng)保證臺(tái)車中心的經(jīng)、緯方向都留有足夠間隙，以利于熱量隨熱氣流循環(huán)充分和均勻地穿透到鑄件心部(見右圖)。熱氣流熱氣流臺(tái)車鑄鑄件鑄件鑄件熱處理工藝及作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)：JB/CG-10）版本號(hào)：A修訂次數(shù)：09 Pages Possess the 9 Pages9.4 厚壁件、大件應(yīng)放置于臺(tái)車靠近電阻絲的位置(極端高溫區(qū))。9.5 鑄件帶有鋼印標(biāo)記或其它需要特別保護(hù)的標(biāo)識(shí)，為防止標(biāo)記和標(biāo)識(shí)被高溫過度