耐磨高錳鋼鑄件三種熱處理方法

      首先來說下耐磨高錳鋼鑄件的固溶熱處理。高錳鋼鑄件固溶熱處理的主要目的,是消除鑄態組織中晶內和晶界上的碳化物,得到單相奧氏體組織,提高高錳鋼的強度和韌度,擴大其應用范圍。要消除其鑄態組織的碳化物,須將鋼加熱至1040℃以上,并保溫適當時間,使其碳化物完全固溶于單相奧氏體中,隨后快速冷卻得到奧氏體固溶體組織。這種固溶熱處理又稱為水韌處理。

  
      水韌處理耐磨高錳鋼的鑄態組織中有大量析出的碳化物,因而其韌度較低,使用中易斷裂。

      (1)水韌處理的溫度:水韌溫度取決于高錳鋼成分,通常為1050~1100℃含碳量高或者合金含量高的高錳鋼應取水韌溫度的上限,如ZGMnl3鋼和GXl20Mnl7鋼。但過高的水韌溫度會導致鑄件表面嚴重脫碳,并促使高錳鋼的晶粒迅速長大,影響高錳鋼的使用性能。

      (2)加熱速率:高錳鋼比一般碳鋼的導熱性差,高錳鋼鑄件在加熱時應力較大而易開裂,因此其加熱速率應根據鑄件的壁厚和形狀而定。一般薄壁簡單鑄件可采用較快速率加熱;厚壁鑄件則宜緩慢加熱。為減少鑄件在加熱過程中變形或開裂,生產上常采用預先在650℃左右保溫,使厚壁鑄件內外溫差減小,爐內溫度均勻,之后再快速升到水韌溫度的處理工藝。

      (3)保溫時間:保溫時間主要取決于鑄件壁厚,以確保鑄態組織中的碳化物完全溶解和奧氏體的均勻化。通常保溫時間可按鑄件壁厚25mm保溫lh計算。

      (4)冷卻:冷卻過程對鑄件的性能指標及組織狀態有很大的影響。

 
       水韌處理時鑄件入水前的溫度在950℃必上,以免碳化物重新析出。為此,鑄件從出爐到A水時間不應超過30s;水溫保持在30度以下.淬火后水溫不超過60度。水溫較高時高錳鋼的力學性能顯著下降。水韌處理時水量須達到鑄件和吊欄重量的8倍以上,若用非循環水需定期增加水量.暑好使用水質干凈的循環水或采用壓縮空氣攪動池水。用吊籃吊淬時,可采用擺動吊籃的方式加速鑄件的冷卻。

       高錳鋼水韌處理多用臺車式.熱處理爐。鑄件人水常用自動傾翻或吊籃吊淬方式。前者對大件及形狀復雜的薄壁件易引起變形,淬火后鑄件從水池中取出也較為困難;后者淬火后取出鑄件方便,但吊籃消耗大。 

       耐磨高錳鋼鑄件的鑄態余熱熱處理。為縮短熱處理周期,可利用鑄態余熱進行高錳鋼水韌處理。其工藝為:鑄件于1100~1180℃時自鑄型中取出,經除芯清砂后,鑄件溫度允許冷卻到900~1000℃,然后裝入加熱到l050—1080℃的爐內保溫3~5h后水冷。該處理工藝簡化了熱處理工藝,但生產操作上有一定難度。

       耐磨高錳鋼鑄件的沉淀強化熱處理。耐瞎高錳鋼沉淀強化熱處理的目的,是在加入適量碳化物形成元素(如鉬、鎢、釩、鈦、鈮和鉻)的基礎上,通過熱處理方法在高錳鋼中得到一定數量和大小的彌散分布的碳化物第二相質點,強化奧氏體基體,提高高錳鋼的抗磨性能。這種熱處理方式花費較高,工藝也較為復雜。