[发明专利]一种球墨铸铁退火工艺

说明书

本发明公开了一种球墨铸铁退火工艺，包括以下步骤：A）球墨铸铁制件在退火炉中，炉温以25‑55℃/h速率升温至380‑420℃，保温1.5‑2.5h；B）再以25‑55℃/h速率升温至630‑680℃，保温2‑3h；C）再以55‑65℃/h速率升温至960‑990℃，保温5.5‑8.5h；D）再以25‑35℃/h速率降温至500‑520℃，保温3.5‑4.5h；E）最后随退火炉冷却至小于等于50℃，出炉。本发明的退火工艺，是针对球墨铸铁制件壁厚大于300mm开发的，球墨铸铁制件中，Cr含量0.20‑0.35%、V含量0.010‑0.015%、碳化物含量3‑15%。适用本发明退火工艺的球墨铸铁制件可以是圆柱状实心制件，也可以是方形实心制件；本发明的退火工艺具有优秀的消除碳化物的效果，当退火完成后，制件的表面和心部的碳化物均小于0.5%。

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种球墨铸铁退火工艺。

背景技术

随着球墨铸铁技术的不断发展，球墨铸铁逐步代替铸钢，成为一种新型的金属材料，已被广泛应用于工程机械、注塑机基础零部件、压铸机基础零部件和风力发电基础或关键零部件等。

在球墨铸铁件制造过程中，特别在壁厚大于300mm超大断面球墨铸铁件时，由于原材料（如普通生铁、废钢等）含有强烈形成碳化物的元素，如铬（Cr）、钒（V），在铁液凝固过程中容易形成碳化物。当碳化物超过3%时，严重影响球墨铸铁件的力学性能，主要表现硬度高、韧性差，极易导致铸件断裂失效，造成巨大经济损失和安全问题。生产实践表明：在壁厚大于300mm超大断面球墨铸铁件，①当Cr：0.20-0.35%时，会形成碳化物（Cr，Fe）₇C₃的数量可达到5%-15%；②当V：0.010-0.015%时，会形成碳化物VC的数量可达到3%-10%；③当Cr：0.20-0.35%、V：0.010-0.015%时，会形成各自碳化物，总量达到5-15%。当出现上述碳化物时，一般采用的措施为：要么报废、要么进行热处理，热处理是有效的挽救措施；而目前没有详细用于消除碳化物数量大于或等于3%的热处理工艺，在文献张伯明主编的第3版《铸造手册 铸铁》中也是简单描述而已，如第378页表5-95 球墨铸铁退火的工艺规范所述的高温石墨化退火以及图5-168、图5-169所示，将温度升至900-950℃，并保温2-5h。通过实践证明，在超大断面球铁件采用文献所述的退火工艺，是无法消除数量高的碳化物。

发明内容

本发明的目的在于，为了克服以上技术缺陷，提供一种球墨铸铁退火工艺，能够消除壁厚大于300mm超大断面制件的碳化物。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种球墨铸铁退火工艺，包括以下步骤：

A）球墨铸铁制件在退火炉中，炉温以25-55℃/h速率升温至380-420℃，保温1.5-2.5h；

B）再以25-55℃/h速率升温至630-680℃，保温2-3h；

C）再以55-65℃/h速率升温至960-990℃，保温5.5-8.5h；

D）再以25-35℃/h速率降温至500-520℃，保温3.5-4.5h；

E）最后随退火炉冷却至小于等于50℃，出炉。

所述的球墨铸铁制件壁厚大于300mm；优选300-800mm。

所述的球墨铸铁制件中，Cr含量0.20-0.35%、V含量0.010-0.015%、碳化物含量3-15%。

优选的，所述的退火工艺为：

A）球墨铸铁制件在退火炉中，炉温以25-35℃/h速率升温至380-420℃，保温1.5-2.5h；

B）再以25-35℃/h速率升温至630-680℃，保温2-3h；