铸件热处理工艺及作业指导书主

铸件热处理工艺及作业指

导书主

This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

前提：本作业指导书系建蓓铸造有限公司的核心工艺文件之一。它针对公司产品实现的第三个特殊过程(见《公司质量手册》章节号之4.1.7)提出了系统完整的操作、控制规定，必须得到充分严格贯彻执行。

本作业指导书所取参数，主要源于化工出版社的《钢铁热处理实用技术》。

* 本作业指导书中打“*”并用楷体注明的文字，是警/提示内容，也可作为执行条款。

1.灰铸铁的退火、正火热处理工艺

1.1消除内应力退火(人工时效)工艺

灰铸铁消除内应力退火(人工时效)热处理工艺适用范围

1.较薄、故冷却速度较快的灰铁

件；

2.形状复杂、截面变化较大的铸

件；

3.需进行机加工的大型铸件；

4.经过少量焊修，因而局部积累

些许焊应力的铸件。

* 加热温度越高，应力消除越快。但温度过高，则易发生石墨化与珠光体球化而使性能降低，尤其是含Si量较高时；

* 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热；

* 保温时间终了，以30~50℃/h的速率在炉内缓冷，冷却至150~200℃出炉冷却(空冷)。

1.2软化退火和正火工艺

灰铸铁软化退火和正火热处理工艺适用范围

3.正火工艺适用于对材质有硬度

要求的铸件，退火工艺适用于

对材质有韧性要求的铸件；

4.经过较多焊修，因而积累较大

焊应力的铸件。

* 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。

2.球墨铸铁的退火、正火(+回火)和调质热处理工艺

高温退火

当铸态组织为铁素体+珠光体+渗碳体+石墨时，必须采用高温退火工艺：

适用范围

1.获得铁素体球墨铸铁；

2.分解渗碳体和珠光体，提高机

械性能；

3.改善加工性能，使工件容易加

工且不易变形。

* 退火温度越高，渗碳体组织分解速度越快，白口现象越易消除。但温度过高将使铸件机械性能反而变坏，发生变形和表面氧化失碳，故须严格控制温度上限。

*

保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算，铸件白口深度大、渗碳体组织成分多时，应适当增加保温时间。

* 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以60~80℃/h的速率在炉内缓冷，至600℃后出炉空冷。

低温退火

当铸态组织为铁素体+珠光体+石墨(没有渗碳体)时，只需采用低温退火工艺：

球墨铸铁低温退火热处理工艺适用范围

1.获得铁素体球墨铸铁；

2.分解渗碳体和珠光体，提高机

性能；

3.改善加工性能。

* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算；

* 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以60~80℃/h的速率在炉内缓冷，至600℃后出炉空冷。

正火+回火

适用范围

1.获得珠光体基体组织(P 可达70%以

上)；

2.增加珠光体分散度，细化组织金

相；

3.提高强度、硬度和耐磨性。

* 保温时间也可按炉内铸件每15mm 的有效厚度、需要保温1~2h 计算；

* 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h 的速率缓慢加热。正火保温终了即进行空气冷却或吹风强制冷却；

* 由于正火的冷却速率较大，会导致铸件产生热处理应力。故应在正火后的24h 内进行以消除铸件内应力为目的的回火热处理。回火保温终了，铸件在静止空气中冷却。 调质热处理

适用范围

1.获得回火索氏体+石墨组织；

2.使材质性能得到最大程度的提升。

获得较高的综合机械性能；

3.技术性能要求很高的大型球铁件。

* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算；

* 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。正淬保温终了要迅即入水(复杂铸件用油淬)。入淬时要控制介质温度不宜过高(最好控制在20℃左右，可用冷却塔使介质及时冷却)；

* 淬火形成较大的调质应力，故应在正火后的12h内完成回火热处理。回火保温终了，铸件可采用空冷、油冷，但绝不可采用炉冷(缓冷将使冲击值陡降)。

3.合金铸铁的稳定化(人工时效)和软化退火、正+回热处理工艺

3.1 稳定化消除内应力退火(人工时效)工艺

合金铸铁稳定化退火(人工时效)热处理工艺适用范围

1.高Cr抗磨白口铸铁、耐热铸铁

等合金铸铁件消除铸应力；

2. 经过少量焊修，因而局部积累

些许焊应力的合金铸铁件；

3.需进行机加工的大型合金铸铁

件。

* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1h计算；

* 装炉时温度须低于200℃，加热速率小于60~100℃/h。保温终了炉内冷却速率控制在

30~50℃/h，避免形成新的热应力。

* 出炉空冷，可根据需要采用风冷或静态空气冷却。前者表面硬度较高，后者表面硬度较低。

软化退火

合金铸铁软化退火热处理工艺

3.需进行机加工的大型合金铸

铁件。

* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1h计算；

* 装炉时温度须低于200℃，加热速率小于60~100℃/h。第一次和第二次保温终了炉内冷却速率控制在30~50℃/h，分别缓冷至700~750℃和600℃温点。

* 出炉空冷，可根据需要采用风冷或静态空气冷却。前者表面硬度较高，后者表面硬度较低。

正火+回火

合金铸铁正火+回火热处理工艺适用范围度

温