[发明专利]铸态铸铁的处理方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种处理方法，且特别是有关于一种铸态铸铁（as-cast casting iron）的处理方法。

背景技术

随着精密工业及半导体光电产业的进步，加工机的加工精密度已无法满足前述产业的进步。究其原因在于加工机零件所使用的钢铁材料易受到环境温度影响而膨胀或收缩，进而无法提升加工机的加工精度。再者，精密工业及半导体光电产业所使用的加工机的加工平台非常窄小，而无法有效利用冷却系统来降低加工机的操作温度。

目前常见的解决方法是使用低热膨胀系数的铸铁材料作为加工机零件，以降低加工机零件受热膨胀所引起的体积变化，而可提升加工机的加工精密度。

然而，已知的低热膨胀系数的铸铁材料须先进行高温均质化制程，以消除铸铁材料中的偏析现象。然后，对材料进行热处理制程，以降低材料中的碳含量。接着，进行淬火制程，以保持材料中的碳含量。之后，进行低温回火制程，以消除上述的淬火制程所产生的应力。虽然经由上述已知的热处理方法可获得低热膨胀系数的铸铁材料。然而，此方法须消耗大量的能源才可有效降低材料的热膨胀系数。

有鉴于此，亟需提出一种铸态铸铁的处理方法，以改善已知的铸态铸铁的缺陷。

发明内容

因此，本发明的一目的是在提供一种铸态铸铁的处理方法，其是通过对铸态铸铁施加脉冲电流，以降低铸态铸铁的热膨胀系数。

根据本发明的上述目的，提出一种铸态铸铁的处理方法。在一实施例中，此铸态铸铁的处理方法是先提供第一铸态铸铁。然后，于10℃至40℃下，对此第一铸态铸铁施加脉冲电流达5分钟，以形成第二铸态铸铁。基于第一铸态铸铁的总重为100重量百分比(wt%)，第一铸态铸铁包含1wt%至2.4wt%的碳、28wt%至38wt%的镍、0.3wt%至2.8wt%的硅、0.1wt%至9wt%的钴、0.4wt%至1wt%的锰、0.03wt%至0.08wt%的镁、0.04wt%至0.2wt%的磷、0.02wt%至0.2wt%的硫，而其余部分为铁，但不含钛，且多个第一石墨粒子是分散于第一铸态铸铁内。脉冲电流的电流密度为1.67×10³安培/平方毫米(A/mm²)，电压为2500伏特(V)，且这些第一石墨粒子与多个第二石墨粒子是分散于第二铸态铸铁内。第二铸态铸铁包含0.2wt%至0.3wt%的碳，且当温度为50℃至200℃时，第二铸态铸铁的热膨胀系数为2.1×10^-6℃^-1至4.25×10^-6℃^-1。

依据本发明一实施例，上述的第一铸态铸铁的碳含量是1wt%至2wt%，镍含量是34wt%至36wt%，且硅含量是0.3wt%至2wt%。

依据本发明另一实施例，上述的第一铸态铸铁具有规则对称的外型，且此外型是非球型。

依据本发明又一实施例，上述的外型是线型、柱型或棒型。

依据本发明再一实施例，当温度为50℃至150℃时，第二铸态铸铁的热膨胀系数为2.1×10^-6℃^-1至2.56×10^-6℃^-1。

依据本发明又另一实施例，于对第一铸态铸铁施加脉冲电流之前，此铸态铸铁的处理方法还包含进行热处理制程及冷却制程。此热处理制程是将第一铸态铸铁置于1000℃进行1小时，而冷却制程则是将该第一铸态铸铁冷却至10℃至40℃。

依据本发明再另一实施例，于对第一铸态铸铁施加脉冲电流之后，此铸态铸铁的处理方法还包含进行回火制程及冷却制程。此回火制程是将第二铸态铸铁置于350℃进行2小时，而冷却制程则是将该第二铸态铸铁冷却至10℃至40℃。

应用本发明的上述实施例，可通过对铸态铸铁施加脉冲电流，以降低铸态铸铁的碳含量，进而降低铸态铸铁的热膨胀系数。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1是绘示依照本发明的一实施例的铸态铸铁的处理方法的流程图；

图2是显示根据本发明的一实施例的第二铸态铸铁的光学显微镜图；

图3是显示根据本发明的一实施例的第二铸态铸铁的光学显微镜图；

图4是绘示根据本发明的一实施例的第二铸态铸铁的长度变化率与温度的曲线图；

图5是绘示根据本发明的一比较例的第二铸态铸铁的长度变化率与温度的曲线图。

【主要元件符号说明】