本发明属于铸钢材料的加工处理
技术领域：
，具体涉及一种提升铸钢材料表面耐磨防腐特性的处理方法。
背景技术：
：铸钢是在凝固过程中不经历共晶转变的用于生产铸件的铁基合金的总称。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件，现有铸钢存在耐磨性差、抗腐蚀性能弱等问题，已不能满足产品对材料力学性能的要求。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提升铸钢材料表面耐磨防腐特性的处理方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种提升铸钢材料表面耐磨防腐特性的处理方法，包括如下步骤：（1）先对铸钢材料进行表面除油处理；（2）用清水对步骤（1）处理后的铸钢材料进行冲洗处理；（3）对步骤（2）处理后的铸钢材料依次进行酸液、碱液浸泡处理；（4）对步骤（3）处理后的铸钢材料进行干燥处理；（5）对步骤（4）处理后的铸钢材料进行渗碳处理；（6）对步骤（5）处理后的铸钢材料进行冷却处理，具体是先将铸钢材料浸入到冷却液a中冷却，待铸钢材料冷却至200~220℃时取出，再将其浸入到冷却液b中冷却，冷却至常温后取出备用；（7）对步骤（6）处理后的铸钢材料进行低温回火处理。进一步的，步骤（1）中所述的除油处理所使用的除油剂为丙酮。进一步的，步骤（3）中所述的酸液是质量分数为6~8%的硝酸溶液，其对应浸泡的时长为8~10min，所述的碱液是质量分数为10~12%的氢氧化钠溶液，其对应浸泡的时长为1~2min。进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为78~83℃。进一步的，步骤（5）中所述的渗碳处理具体是将铸钢材料放入到渗碳炉中，先保持渗碳炉内的温度为850~870℃，并以250~260滴/分钟的流量连续滴甲醇3~4h，然后将渗碳炉内的温度升至920~940℃，继续保温处理2~3h。进一步的，步骤（6）中所述的冷却液a为市售的淬火油，所述的冷却液b是在市售的淬火油基础上，添加了其质量6~8%的ptfe乳液、1~1.5%的纳米二氧化钛、1~3%的硅烷偶联剂。进一步的，步骤（7）中所述的低温回火处理的温度为150~170℃，处理的时长为1~1.5h。铸钢材料内含有较多的微孔组织结构，其对应的具有不错的韧性、塑形等性能，但此结构对应的会降低其耐磨、耐腐蚀等特性，为了进一步提升使用品质，多需要对铸钢材料进行改进处理。渗碳处理是目前常见的表面改性方法之一，其能在铸钢材料表层形成一渗碳层，提升了整体的耐磨、强度、耐腐性能等，虽然取得了不错的效果，但仍不甚理想。对此本发明通过大量的实验研究，对现有的加工处理工艺进行了改进，其中在渗碳处理后又对铸钢材料进行了特殊的冷却处理，此整个冷却处理操作对铸钢材料产生了淬火处理效果，有效的提升了铸钢材料的硬度、韧性等，同时又将冷却处理分为了两步操作，待铸钢材料冷却至200~220℃后，将其浸入到了特殊配置的冷却液b中，冷却液b中又添加了ptfe乳液、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂成分，其中ptfe乳液能有效的填充于铸钢材料的孔洞结构中，起到封孔的作用效果，纳米二氧化钛能填充固定在以ptfe乳液为基体的膜层中，吸附固定于铸钢材料表面上提升了其耐磨、硬度等特性，硅烷偶联剂增强了ptfe乳液的附着使用效果，选择在铸钢材料冷却至200~220℃后再进行冷却液b冷却，不仅为了保证冷却液b中各成分使用性能的稳定，同时还考虑到此温度状态下的铸钢材料晶格畸变的程度已经稳定，利于冷却液b中有效成分的渗入和固定，否则冷却液b的有效成分会增大铸钢材料组织内的应力，反而产生了不利影响，同时也无法有效发挥冷却液b的使用效果，最后进行了低温回火处理，进一步提升了铸钢材料的力学特性。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明对铸钢材料的表面处理方法进行了特殊的改进处理，明显提升了铸钢材料的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀特性，有效延长了其使用寿命，具有很好的推广使用价值。具体实施方式实施例1一种提升铸钢材料表面耐磨防腐特性的处理方法，包括如下步骤：（1）先对铸钢材料进行表面除油处理；（2）用清水对步骤（1）处理后的铸钢材料进行冲洗处理；（3）对步骤（2）处理后的铸钢材料依次进行酸液、碱液浸泡处理；（4）对步骤（3）处理后的铸钢材料进行干燥处理；（5）对步骤（4）处理后的铸钢材料进行渗碳处理；（6）对步骤（5）处理后的铸钢材料进行冷却处理，具体是先将铸钢材料浸入到冷却液a中冷却，待铸钢材料冷却至200℃时取出，再将其浸入到冷却液b中冷却，冷却至常温后取出备用；（7）对步骤（6）处理后的铸钢材料进行低温回火处理。进一步的，步骤（1）中所述的除油处理所使用的除油剂为丙酮。进一步的，步骤（3）中所述的酸液是质量分数为6%的硝酸溶液，其对应浸泡的时长为8min，所述的碱液是质量分数为10%的氢氧化钠溶液，其对应浸泡的时长为1min。进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为78℃。进一步的，步骤（5）中所述的渗碳处理具体是将铸钢材料放入到渗碳炉中，先保持渗碳炉内的温度为850℃，并以250滴/分钟的流量连续滴甲醇3h，然后将渗碳炉内的温度升至920℃，继续保温处理2h。进一步的，步骤（6）中所述的冷却液a为市售的淬火油，所述的冷却液b是在市售的淬火油基础上，添加了其质量6%的ptfe乳液、1%的纳米二氧化钛、1%的硅烷偶联剂。进一步的，步骤（7）中所述的低温回火处理的温度为150℃，处理的时长为1h。实施例2一种提升铸钢材料表面耐磨防腐特性的处理方法，包括如下步骤：（1）先对铸钢材料进行表面除油处理；（2）用清水对步骤（1）处理后的铸钢材料进行冲洗处理；（3）对步骤（2）处理后的铸钢材料依次进行酸液、碱液浸泡处理；（4）对步骤（3）处理后的铸钢材料进行干燥处理；（5）对步骤（4）处理后的铸钢材料进行渗碳处理；（6）对步骤（5）处理后的铸钢材料进行冷却处理，具体是先将铸钢材料浸入到冷却液a中冷却，待铸钢材料冷却至210℃时取出，再将其浸入到冷却液b中冷却，冷却至常温后取出备用；（7）对步骤（6）处理后的铸钢材料进行低温回火处理。进一步的，步骤（1）中所述的除油处理所使用的除油剂为丙酮。进一步的，步骤（3）中所述的酸液是质量分数为7%的硝酸溶液，其对应浸泡的时长为9min，所述的碱液是质量分数为11%的氢氧化钠溶液，其对应浸泡的时长为1.5min。进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为80℃。进一步的，步骤（5）中所述的渗碳处理具体是将铸钢材料放入到渗碳炉中，先保持渗碳炉内的温度为860℃，并以255滴/分钟的流量连续滴甲醇3.5h，然后将渗碳炉内的温度升至930℃，继续保温处理2.5h。进一步的，步骤（6）中所述的冷却液a为市售的淬火油，所述的冷却液b是在市售的淬火油基础上，添加了其质量7%的ptfe乳液、1.2%的纳米二氧化钛、2%的硅烷偶联剂。进一步的，步骤（7）中所述的低温回火处理的温度为160℃，处理的时长为1.2h。实施例3一种提升铸钢材料表面耐磨防腐特性的处理方法，包括如下步骤：（1）先对铸钢材料进行表面除油处理；（2）用清水对步骤（1）处理后的铸钢材料进行冲洗处理；（3）对步骤（2）处理后的铸钢材料依次进行酸液、碱液浸泡处理；（4）对步骤（3）处理后的铸钢材料进行干燥处理；（5）对步骤（4）处理后的铸钢材料进行渗碳处理；（6）对步骤（5）处理后的铸钢材料进行冷却处理，具体是先将铸钢材料浸入到冷却液a中冷却，待铸钢材料冷却至220℃时取出，再将其浸入到冷却液b中冷却，冷却至常温后取出备用；（7）对步骤（6）处理后的铸钢材料进行低温回火处理。进一步的，步骤（1）中所述的除油处理所使用的除油剂为丙酮。进一步的，步骤（3）中所述的酸液是质量分数为8%的硝酸溶液，其对应浸泡的时长为10min，所述的碱液是质量分数为12%的氢氧化钠溶液，其对应浸泡的时长为2min。进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为83℃。进一步的，步骤（5）中所述的渗碳处理具体是将铸钢材料放入到渗碳炉中，先保持渗碳炉内的温度为870℃，并以260滴/分钟的流量连续滴甲醇4h，然后将渗碳炉内的温度升至940℃，继续保温处理3h。进一步的，步骤（6）中所述的冷却液a为市售的淬火油，所述的冷却液b是在市售的淬火油基础上，添加了其质量8%的ptfe乳液、1.5%的纳米二氧化钛、3%的硅烷偶联剂。进一步的，步骤（7）中所述的低温回火处理的温度为170℃，处理的时长为1.5h。对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比，省去步骤（6）中冷却液b中的纳米二氧化钛和硅烷偶联剂成分，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（6）处理过程中，用冷却液a取代冷却液b，除此外的方法步骤均相同。对比实施例3本对比实施例3与实施例2相比，省去步骤（6）的整个处理操作，除此外的方法步骤均相同。对照组现有的铸钢材料表面处理方法。为了对比本发明效果，选用同一批次生产的铸钢材料（牌号为：q345c），加工成相同规格的板材试样（长宽高分别为：25cm×15cm×3cm），然后分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对照组所述的方法进行处理，完成后对处理后的铸钢材料进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：表1耐应力腐蚀时长（h）表面硬度（hv）磨损量（g）实施例26237651.2对比实施例15717264.0对比实施例25176986.8对比实施例34626578.9对照组44564810.3注：上表1中所述的耐应力腐蚀时长参照gb/t17898-1999进行测试；所述的磨损量是由srv摩擦磨损试验机测得，期间控制接触的载荷为200n，滑动行程为2.5cm，滑动频率为30hz，滑动时间为25min，滑动的温度为25℃。由上表1可以看出，本发明处理方法明显提升了铸钢材料的综合使用品质，具有很好的使用推广价值。当前第1页12