铸铁平板热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
具体热处理工序要点
退火
退火是把金属加热到临界点或再结晶温度以上并保温一段时间,然后以小于静止空气中的冷却速度进行缓冷的热处理工艺。其目的包括降低装配平板硬度以利于机械加工、减少残余应力、使成分均化、细化晶粒提高材料性能等。根据退火的目的和装配平板的成分和性能要求,有完全退火、不完全退火、球化退火、再结晶退火、等温退火、光亮退火、扩散退火、相变以下的低温退火等。一般退火要求加热到Ac3以下20 - 30℃,保温一定时间,随炉缓慢冷却。
完全退火:又称重结晶退火,主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸、锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构。常作为一些不重要工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理。
球化退火:主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具、量具、模具所用的钢种)。目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。
正火
正火是把金属材料加热到Ac3以上30 - 50℃,保温一定时间,使金属转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却得到珠光体组织的热处理工艺。能细化组织,改善铸态组织均匀性,消除过共析钢渗碳体网状组织,提高力学性能。正火冷却速度比退火大,得到的珠光体组织比退火的细。正火仅适用于碳素钢和低合金钢,通过再结晶可以得到细小珠光体和索氏体。
淬火
铸铁平板为过共析钢,通常采用淬火加低温回火处理。在保证硬度的前提下,尽量降低淬火温度并进行预热,以减少加热和冷却过程中的温差及淬火应力。淬火时,常用的冷却介质是盐水、水和油。盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。
回火
目的:降低脆性,消除或减少内应力;获得工件所要求的机械性能,通过适当回火的配合来调整硬度,减小脆性,得到所需要的韧性、塑性;对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火(或正火)后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工。
操作:铸铁平板淬火后进行回火,通常是在淬火后立即进行,以免残余奥氏体发生陈化稳定。
其他附加热处理工序要点
调质处理:目的是获得回火索氏体组织,以减少淬火变形和提高铸铁平板加工的光洁度。
冷处理:铸铁平板在淬火后进行冷处理,以减少残余奥氏体量,从而增加尺寸稳定性。冷处理温度一般为 -70 - -80℃,并在淬火冷到室温后立即进行。
时效处理:为了进一步提高尺寸稳定性,淬火、回火后,再在120 - 150℃进行24 - 36h的时效处理,这样可消除铸铁平板残余内应力,增加尺寸稳定性而不降低其硬度。