专利名称：球墨铸铁工件表面重熔硬化技术的制作方法
技术领域：
本发明属热处理领域，涉及一种球墨铸铁表面硬化工艺。
目前球墨铸铁表面硬化，大多采用表面冷激硬化处理。这种方法虽然可得到较高的硬度，但由于金相组织为共晶莱氏体，其综合性能较差。美国专利№3、405、247(1968年10月8日)提供了一种用惰性气体保护焊在金属工件的硬表面堆焊以提高耐磨性的方法，但这种方法需要硬质颗粒及把这些颗粒输送到惰性气体保护的焊接熔池中所必备的输送管及喷咀，相对来说设备比较复杂，成本较高，操作起来也比较麻烦。
本发明的目的是为球墨铸铁工件表面硬化提供一个无需专用设备和硬质材料，成本低、操作简单的方法，且使工件表面获得较好的综合性能。
本发明是通过以下技术方案实现的将待处理的工件浸于冷水中，使待硬化的表面部分露出水面，用惰性气体保护焊使工件表面重熔。
下面结合本发明的一个实施例对本发明作进一步说明。将待处理的球墨铸铁的内燃机汽门摇臂毛坯经高温退火、抛丸处理后浸入室温冷水中，使其园柱表面露出水面，用氩弧焊机，在直流电压20伏，直流电流80安培，氩气流量3-6立方米/小时，工件进给速度2-10mm/秒的条件下进行重熔。这样处理后的工件，硬化层深度为0.7～1.5mm，重熔表面不平度手工操作为0.2～0.3mm，机械操作为0.2mm以下。宏观硬度为HRC60左右，显微硬度为HV0.1700左右。金相组织以极细密的条状渗化物为基体，并垂直冷却表面嵌镶在细五枝晶分布的极细的珠光体上(图2)。这种具有强韧性结构的优良组织，可获得比冷激铸铁高2-3倍的耐磨性能，并兼有优良的抗擦伤能力、抗粘着性、抗咬伤、抗剥落的强韧性。和钢制工件的淬火马氏体相比，具有良好的热稳定性，850℃下保温数小时不易分解。这两种组织在常温下硬度相近，但重熔组织在高温工况下硬度变化要小。例如在450℃×5h回火条件下，重熔组织保持硬度H0.1600，而淬火马氏体硬度却降至HV0.1360左右，因此重熔组织高温耐磨性好，可以承受苛刻工况。本发明只需普通氩弧焊机，设备大大简化。
内燃机凸轮轴采用上述实施例方法处理，也得到同样效果。
就许多工件，例如实施例中提到的汽门摇臂，原来用铸钢件铸造，淬火后园柱表面经磨削加工后如出现气孔或裂纹即做报废处理，应用本发明改为铸铁件，表面如出现1mm以下气孔可用铸铁焊丝补焊修复，硬化后不会出现裂纹，以铁代钢效果更好。此外，原技术用铸钢，轴孔硬度较高，摇臂轴磨损较快，必须镶铜套。本发明应用后可改用铸铁，能与摇臂轴形成一对相适应的磨擦副，故可以省去铜套，可以看出，本发明采用后引起的经济效果也是可观的。
本发明已经过北京内燃机厂475Q汽油机顶置凸轮摇臂台架试验，通过300小时鉴定。已完成492Q摇臂600小时台架试验和通过两万公里道路试验，耐磨性能优于铸钢淬火摇臂。
图1-冷激铸铁共晶莱氏体组织图2-重熔条状碳化物组织
权利要求
1.一种球墨铸铁工件表面硬化处理方法，其特征在于将待处理的工件浸入冷水中，使待硬化的表面部分露出水面，用惰性气体保护焊使工件表面重熔。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于待处理的工件先经高温退火、抛丸处理。
3.按照权利要求1、权利要求2的方法，其特征在于用氩弧焊机，在直流电压20伏、直流电流80安培，氩气流量3-6立方米/小时，工件进给速度2-10mm/秒的条件下进行重熔。
全文摘要
一种球墨铸铁工件表面硬化处理的方法，采用普通惰性气体保护焊将工件表面重熔，提高了工件的耐磨性、抗擦伤能力、抗粘着性、抗咬伤、抗剥落性。本发明处理的工件已经过台架试验和道路试验，耐墨性优于铸钢件。
文档编号C21D1/09GK1042187SQ8910695
公开日1990年5月16日 申请日期1989年9月14日 优先权日1989年9月14日
发明者杨增华, 霍立升 申请人:北京市上庄汽门厂