[发明专利]一种球墨铸铁曲轴热处理工艺

说明书

本发明涉及曲轴加工工艺领域，具体为一种球墨铸铁曲轴热处理工艺。包括以下步骤：S1：原料熔炼S2；铁水预处理；S3：球化处理；S4：正火；S5：退火；S6：调质处理；S7：表面热处理；S8：精加工。本发明通过改变水淬槽和油淬槽的组合使用方式与工件在水淬槽和油淬槽中的转移方法，极大程度的缩短了球墨铸铁曲轴从水淬槽转移至油淬槽中的时间，提高了双介质淬火效果的稳定性，从而进一步提高了成品球墨铸铁曲轴的综合力学性能的稳定性。

技术领域

本发明涉及曲轴加工工艺领域，具体为一种球墨铸铁曲轴热处理工艺。

背景技术

曲轴是发动机的关键部件之一，其性能好坏直接影响发动机的寿命和性能。曲轴工作时承受着大负荷和不断变化的弯矩及扭矩作用，因此要求曲轴材质具有较高的刚性和疲劳强度以及良好的耐磨性能。随着球墨铸铁技术的发展,其性能也在不断提高,优质廉价的球墨铸铁已成为制造曲轴的重要材料之一。

尽管球墨铸铁曲轴的应用十分广泛，但在其应用过程中仍存在球墨铸铁曲轴由于弯曲或疲劳断裂导致球墨铸铁曲轴失效从而产生安全事故的风险，一定程度上限制了球墨铸铁曲轴的发展应用。究其原因，是由于球墨铸铁曲轴的生产工艺存在缺陷，如在球墨铸铁曲轴进行淬火处理过程中，通常采用水或油作为淬火介质，但由于曲轴的形状较为复杂，大小也因其应用场景而各不相同，从而导致热处理过程中采用水淬易造成球墨铸铁曲轴的变形或开裂，而采用油淬则存在淬不透的现象，均会对球墨铸铁曲轴最终成型后的综合力学性能产生影响，从而导致球墨铸铁曲轴的寿命和性能降低。而若综合采用水淬与油淬进行双介质淬火，一方面难以掌握球墨铸铁曲轴从水淬转为油淬的时机，另一方面工件从水淬转为油淬的转移时间随工件的复杂度与体积的增大也逐渐增加，从而导致双介质淬火处理下的工件无法快速及时的完成淬火介质的转移，最终导致球墨铸铁曲轴的热处理效果不稳定，难以稳定高效的生产出高质量的球墨铸铁曲轴。

为此，本发明提出一种球墨铸铁曲轴热处理工艺。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提出一种球墨铸铁曲轴热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原料熔炼：将废钢、生铁原料加入到中频感应炉中进行熔炼，待温度升至

1380-1400℃进行扒渣处理后，得到原铁水；

S2：铁水预处理：向炉内喷入脱硫剂对熔炼后的原铁水进行脱硫处理，待脱硫处

理完成后再次进行扒渣处理，得到低硫铁水；

S3：球化处理：向低硫铁水中加入稀土镁球化剂、孕育剂采用Bi+FeSi进行孕育球化处理，加入方法为随流加入，孕育球化处理完成后对铁水进行扒渣取样，检查验证铁水的球化质量；

S4：正火：将孕育球化处理合格的铁水浇铸到砂型铸模中得到的曲轴坯件进行加热，加热温度为880-900℃，保温2-3h后出炉空冷，随即进行粗加工；

S5：退火：将粗加工后的曲轴坯件进行退火处理，加热温度为550-620℃，保温2-8h后出炉空冷；

S6：调质处理：加热温度取840-900℃，保温20-25min后，将曲轴坯件淬入装有15-35℃清水的水淬槽中，待即将冷却至Ms点时，再将其转移至油淬槽中保温10-15min。淬透后采用高温回火，加热温度在560℃左右，保温2h后空冷。

S7：表面热处理：采用高频淬火炉进行表面淬火，淬火温度在840-900℃，淬火完成后进行低温回火，回火温度取250-300℃，保温1.5h后空冷；

S8：精加工：将表面热处理后的曲轴进行精加工，即可获得成品球墨铸铁曲轴工件。

优选的，本发明所述的球墨铸铁曲轴热处理工艺，在步骤S2中，向炉中喷入的脱硫剂为表面覆盖有主要材料为SiO₂制成的钝化层的金属镁蒸汽颗粒；