一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法与流程

本发明涉及铸铁铸件缺陷修补工艺技术领域，特别是涉及一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法。

背景技术：

铸铁铸造生产过程较为复杂，铸铁铸件不可避免的出现一定比例的铸造缺陷，如果这些铸造缺陷出现在铸件不重要的部位，则可通过焊补进行挽救，使其满足使用性能要求，减少质量成本损失，但铸件经过焊补后，在焊点局部存在硬度特别高的情况(大于280hb)，硬度高造成机加工困难，严重时还会导致刀具崩刀、铸件报废，损失严重，因此需要解决焊补铸件局部硬度高问题。

现有技术的解决方法是通过正火热处理来消除渗碳体(fe3c)组织，其原理是：高温保温使渗碳体(fe3c)分解成石墨和奥氏体，同时原有基体组织中的珠光体和铁素体在高温下也变成奥氏体，出炉风冷时奥氏体又转变为珠光体和铁素体，最终既消除了高硬度的渗碳体，又获得适当含量的珠光体从而保证铸件本体强度和硬度。铸铁铸件通常在箱式炉中进行加热，保温一定时间后出炉风冷。

现有技术主要通过正火热处理的方法来铸铁铸件焊补后局部硬度高问题，这种方法存在的缺点是：

一、由于铸件叠放原因，铸件出炉后吹风空冷时难以实现均匀冷却，有些铸件冷却快有些铸件冷却慢，同一铸件有些部位冷却快有些部位冷却慢，冷却过快时硬度过高影响机加工，冷却太慢时硬度太低无法满足使用性能，从而产生严重的质量隐患；

二、加热温度高，消除渗碳体的石墨化退火温度通常大于900℃，我们原工艺要求是910～920℃，铸件表面氧化严重，大大增加后续清理难度；

三、正火要用专门的设备，设备投资和运行维护费用高，同时，铸件正火后又产生内应力，铸件正火后还要经过去应力退火热处理，生产流程长，生产成本高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现要素：

本发明目的在于提出一种控制焊接和回火温度降低铸铁铸件焊补区硬度的方法，既能使焊补区局部硬度下降到不影响加工的程度，又能保持铸件原有的机械性能。

优选地，本发明还可以具有如下技术特征：

一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法，应用于铸铁铸件在生产过程中出现铸造缺陷的修补，包括如下步骤：

步骤一：焊补，清理铸造缺陷处，选用纯镍焊芯焊条，焊补电流为80～120a，焊补的过程分为若干个间断焊，每次焊补时间为4～10秒，至完成铸造缺陷处的焊补修复；

步骤二：热处理，将按步骤一的焊补方法修复的铸铁铸件整体放入退火炉中进行高温回火处理，回火温度上升速率为30～150℃/h，并在450～600℃的温度条件下进行回火热处理保温，保温时间大于2小时。

进一步的，步骤一中，所述焊补电流为100～110a。

进一步的，步骤一中，每次焊补时间为8～10秒。

进一步的，步骤二中，回火热处理保温温度为450～500℃，保温时间2～5小时。

进一步的，回火热处理保温温度为450℃。

进一步的，步骤二中，回火热处理保温温度为500～580℃，保温时间2～5小时。

进一步的，步骤二中，回火热处理保温温度为570℃。

进一步的，步骤二中，焊补后的铸铁铸件在去应力退火炉中与去应力铸件一起处理，利用去应力退火的加热条件进行回火热处理。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：(1)采用本发明技术处理的铸件本体性能保持原有水平，而现有技术存在处理后铸件本体性能下降的风险，本发明处理后的铸件表面质量也明显优于现有技术处理的；(2)采用本发明技术可省去正火炉设备投资和运行电费，节约生产成本；(3)采用本发明技术铸件处理周期缩短3天以上，防止铸件积压，提高工作效率和经济效益；(4)采用本发明的技术方案进行蠕铁焊补热影响区回火热处理后，焊补热影响区基体组织中大量高硬度的马氏体转变为回火索氏体，降低热影响区的硬度。同时，由于加热温度远低于共析转变温度(铸铁的共析转变温度约为720℃)，铸件其他正常部件的基体组织还保持为(珠光体+少量铁素体)，使硬度基本保持不变；(5)采用本发明的焊补方法，能够避免或减少焊补熔合区连续渗碳体(fe3c)组织的形成。

附图说明

图1是现有技术铸铁铸件常用的正火工艺温度-时间曲线图。

图2是采用本发明进行蠕铁焊补热影响区回火热处理前金相照片(200×)，图中含有大量针状马氏体(竹叶状)+少量莱氏体。

图3是采用本发明进行蠕铁焊补热影响区回火热处理后金相照片(200×)，图中含有回火索氏体+少量莱氏体。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

通过观察对比图2和图3，可以看出，采用本发明的技术方案进行蠕铁焊补热影响区回火热处理后，焊补热影响区基体组织中大量高硬度的马氏体转变为回火索氏体，降低热影响区的硬度。同时，由于加热温度远低于共析转变温度(铸铁的共析转变温度约为720℃)，铸件其他正常部件的基体组织还保持为(珠光体+少量铁素体)，使硬度基本保持不变。

实施例一

本实施例提供了一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法，焊补电流设为80a，采用间断焊补方法，每次焊补时间约为8～10秒，每次焊补后将焊渣敲掉在进行下一次间断焊，焊补完成后要打干净焊渣，对表面进行必要的打磨以恢复铸件外观形状。焊补后的铸件在箱式退火炉中进行回火热处理，回火温度上升速率为30～150℃/h，其保温温度为450℃，保温时间为2小时，焊补前后分别检测铸件焊补部位和正常部位的硬度，结果附表1。

实施例二

本实施例提供了一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法，焊补电流设为110a，采用间断焊补方法，每次焊补时间约为8～10秒，每次焊补后将焊渣敲掉在进行下一次间断焊，焊补完成后要打干净焊渣，对表面进行必要的打磨以恢复铸件外观形状。焊补后的铸件在去应力退火炉中与去应力铸件一起处理，利用去应力退火的加热条件进行回火热处理，温度上升速率为30～150℃/h，其保温温度为580℃，保温时间为2小时，焊补前后分别检测铸件焊补部位和正常部位的硬度，结果附表1。

实施例三

本实施例提供了一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法，焊补电流设为100a，采用间断焊补方法，每次焊补时间约为8～10秒，每次焊补后将焊渣敲掉在进行下一次间断焊，焊补完成后要打干净焊渣，对表面进行必要的打磨以恢复铸件外观形状。焊补后的铸件在去应力退火炉中与去应力铸件一起处理，利用去应力退火的加热条件进行回火热处理，温度上升速率为30～150℃/h，其保温温度为580℃，保温时间为2小时，焊补前后分别检测铸件焊补部位和正常部位的硬度，结果附表1。

实施例四

本实施例提供了一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法，焊补电流设为100a，采用间断焊补方法，每次焊补时间约为8～10秒，每次焊补后将焊渣敲掉在进行下一次间断焊，焊补完成后要打干净焊渣，对表面进行必要的打磨以恢复铸件外观形状。焊补后的铸件在去应力退火炉中与去应力铸件一起处理，利用去应力退火的加热条件进行回火热处理，温度上升速率为30～150℃/h，其保温温度为550℃，保温时间为2小时，焊补前后分别检测铸件焊补部位和正常部位的硬度，结果附表1。

实施例五

本实施例提供了一种解决铸铁铸件焊补后局部硬度高问题的方法，焊补电流设为100a，采用间断焊补方法，每次焊补时间约为8～10秒，每次焊补后将焊渣敲掉在进行下一次间断焊，焊补完成后要打干净焊渣，对表面进行必要的打磨以恢复铸件外观形状。焊补后的铸件在去应力退火炉中与去应力铸件一起处理，利用去应力退火的加热条件进行回火热处理，温度上升速率为30～150℃/h，其保温温度为570℃，保温时间为2小时，焊补前后分别检测铸件焊补部位和正常部位的硬度，结果附表1。

附表1：铸件不同部位回火热处理前后硬度对比

根据附表1，回火热处理后铸件焊补部位的硬度明显下降，焊补部位经热处理后硬度下降130～185hbw，降到了不影响机加工的水平，铸件正常部位硬度经回火热处理前后基本保持不变，五个实施例的效果均很好，焊补区经热处理后符合加工要求。

本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例和附图仅是用来描述一个或多个特定实施方式。

尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。