一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺的制作方法

本发明属于热处理技术领域，具体的说是一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺。

背景技术：

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。

球墨铸铁在生产中除了会产生铸造缺陷，还会产生一些特有的金相组织缺陷，如显微所送与夹渣、石墨漂浮与开花石墨、球化不良与球化衰退、白口与反白口、片状石墨预碎块状石墨、磷共晶等。其中白口组织硬且脆，致使铸件在加工过程中常出现加工不动或“打刀”现象，搬运过程中易产生裂纹，且铸件本体易产生剥落。

现有技术中也出现了一些关于球墨铸铁白口缺陷消除的技术方案，如申请号为2019101974988的一项中国专利，该专利公开了一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺，根据球铁产品壁厚、石墨球化等级、碳化物数量与分布状态等因素，采取低温短时石墨化退火工艺，在满足铸件使用性能的前提下，实现节能降耗，但是在南方冬季的时候，由于空气湿度高，且空气温度较低，使得球墨铸铁件在进行空冷时冷却不均匀，从而容易发生变形或者开裂，进而影响到球墨铸铁件的生产质量，据此，本发明提出了一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺，该工艺中使用的空冷装置通过将空气中的水分吸收过滤，且对进入风筒的空气进行加热，使得与球墨铸铁件接触的空气为干燥且非低温的，从而避免了空冷过程中球墨铸铁件可能发生的变形和开裂问题，进而保证了球墨铸铁件的热处理效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺，包括以下步骤：

s1：将需要处理的球墨铸铁件放入到回火炉中进行加热，使得球墨铸铁件的温度上升至退火温度，保证升温时间在2-4小时，并保温2-4小时；

s2：逐渐降低s1中回火炉的温度，使得球墨铸铁件以5-10℃/h速度降温到680-750℃，再以20-30℃/h速度冷却至450℃-550℃；

s3：将s2中的球墨铸铁件放入到空冷装置中进行空冷，空冷时抽风机抽取空气进入风筒，同时吸水盘过滤掉空气中的水汽，再利用加热网对进入到风筒中的空气进行温度调节，使得进入风筒中的空气处于干燥且适温，空冷完毕后取出球墨铸铁件，空冷装置将空气中的水分吸收过滤，且对进入风筒的空气进行加热，使得与球墨铸铁件接触的空气为干燥且非低温的，同时利用挡板对空气进行导向，使得球墨铸铁件与空气发生均匀的接触，从而避免了空冷过程中球墨铸铁件可能发生的变形和开裂问题，进而保证了球墨铸铁件的热处理效果；

其中，s3中使用的空冷装置包括风筒，所述风筒的一端固定有圆环，所述圆环内侧壁上固定有吸水盘，所述吸水盘采用吸水树脂材料制成，所述风筒内腔靠近圆环的一端固定有抽风机，所述抽风机用于抽取空气，所述抽风机远离圆环的一侧设有加热网，所述加热网用于调节进入风筒的空气的温度，所述风筒内设有两个导轨，两个所述导轨上活动安装有放置架，所述放置架为网状结构，所述风筒上设有控制器，控制器用于控制空冷装置工作；使用时，在南方冬季的时候，由于空气湿度高，且空气温度较低，使得球墨铸铁件在进行空冷时冷却不均匀，从而容易发生变形或者开裂，进而影响到球墨铸铁件的生产质量，本发明对这一问题进行了改进；进行空冷操作时将球墨铸铁件放入到放置架上，再将放置架推入到风筒内，同时启动空冷装置；空冷装置启动时使得抽风机工作，从而使得空气被抽进风筒中；空气在进入风筒之前需要经过吸水盘，在经过吸水盘时空气中的水分被吸收；干燥的空气进入到风筒内腔后被加热网加热，从而使得空气温度得到调节；经处理后的空气在风筒内腔中移动，并从风筒远离抽风机的一端吹出；在空气移动的过程中与球墨铸铁件接触，使得球墨铸铁件处于正常的空冷环境，从而保证了空冷的正常进行；本发明通过将空气中的水分吸收过滤，且对进入风筒的空气进行加热，使得与球墨铸铁件接触的空气为干燥且非低温的，从而避免了空冷过程中球墨铸铁件可能发生的变形和开裂问题，进而保证了球墨铸铁件的热处理效果。

优选的，所述风筒的内侧壁上沿其长度方向等距离设有两个以上的挡板组，每个挡板组包括两个以上沿风筒周向等距离转动安装的挡板，所述风筒的内侧壁上设有两个以上的回风孔，所述回风孔与挡板一一对应，所述回风孔的入口处设有集风板；使用时，空气在风筒内腔中移动的过程中为横向移动，若球墨铸铁件形状复杂或者有空腔，空气无法与球墨铸铁件充分接触，从而限制了球墨铸铁件冷却的速度和均匀度；通过设置有挡板，在空气移动的过程中会与挡板接触，使得挡板产生转动；挡板转动的过程中将空气向球墨铸铁件处进行导向，使得球墨铸铁件与空气充分接触；在挡板转动后使得空气越过挡板移动到集风板处，经过集风板的导向后使得空气进入到回风孔内，进入回风孔内的空气移动至回风孔出口处吹出，使得挡板产生反向的转动；通过挡板的设置使得空气被不断的导向，从而使得空气与球墨铸铁件进行良好的接触，进而提高了空冷的效果。

优选的，所述回风孔为环状结构，所述回风孔的出风口方向背向圆环的方向，所述挡板侧面为三角形结构，所述回风口的出口对准挡板的顶面,所述回风孔的出口直径值小于其入口的直径值；使用时，回风孔的出风口对着圆环的方向容易使得回风孔的两端进气，从而影响到出风口的使用效果；回风孔的出口处背向圆环，使得回风孔处喷出的气体速度和强度均为最大值，从而使得挡板能顺利的回到初始位置；所述回风孔的入口直径大使得回风孔的入风量增加，同时其出口直径变小使得回风孔处喷出的气体流速快，从而提高了回风孔的调节作用。

优选的，所述风筒内侧壁设有圆盘，所述圆盘上设有两个以上的通孔，通孔远离圆环的一侧设有软管，所述软管远离通孔的一端通过叉管固定连接有两个以上的喷头，与同一软管连接的喷头周向分布在风筒的内侧壁上；使用时，从风筒内腔经过的空气被球墨铸铁件逐渐加热，从而降低了空气的冷却效果，使得风筒内的球墨铸铁件冷却进度不一致，从而影响到整体的进度；通过设置有圆盘，使得空气在经过圆盘上的通孔时被分为多个部分，且多个部分的空气被软管和叉管分别通向风筒的不同段后从喷头处喷出；被分流的空气在风筒的中段与被加热的空气汇合，降低了被加热空气的温度，从而避免了因空气温度过高导致风筒中段的球墨铸铁件的冷却速度下降，进而保证了风筒内球墨铸铁件的整体冷却进度。

优选的，所述喷头安装于两个挡板组之间，喷头距离圆环的距离值越大，喷头连接的通孔直径值越大，位于圆盘中心位置的通孔不连接软管；使用时，因距离圆环越远的空气温度越高，使得远离圆环一端的球墨铸铁件温度降低缓慢；通过将通孔的直径值设置梯度，使得距离圆环较远处的喷头喷出多量的空气，从而保证了风筒内的空气温度大抵一致，进而保证了风筒内的球墨铸铁件的冷却进度一致。

优选的，所述风筒远离圆环的一端固定有集热架，所述集热架为v字形结构，所述集热架通过导线与吸水盘连接，导线插入吸水盘的外圈侧壁，所述吸水盘的外圈为疏松结构，所述吸水盘的直径值大于风筒的内径值；使用时，因吸水盘一直吸水，使得吸水盘的吸水效率下降，从而影响到空冷装置的工作；通过设置有集热架来吸收被加热空气中的热能，并通过导线将热能传递至吸水盘处，使得吸水盘被加热和烘烤；吸水盘在被加热和烘烤的过程中会脱水变干，使得吸水盘可持续使用，避免了吸水盘失效的问题；吸水盘的外圈为疏松结构使得吸水盘在受热脱水时产生的水汽快速的进入到空气中，从而提高了吸水盘的脱水性能。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺，该工艺中使用的空冷装置通过将空气中的水分吸收过滤，且对进入风筒的空气进行加热，使得与球墨铸铁件接触的空气为干燥且非低温的，从而避免了空冷过程中球墨铸铁件可能发生的变形和开裂问题，进而保证了球墨铸铁件的热处理效果。

2.本发明所述的一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺，该工艺中使用的空冷装置通过挡板的设置使得空气被不断的导向，从而使得空气与球墨铸铁件进行良好的接触，进而提高了空冷的效果。

3.本发明所述的一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺，该工艺中使用的空冷装置通过设置有多组喷头，使得风筒内腔中的温度大致保持一致，从而保证了风筒中球墨铸铁件的冷却均匀性，进而提高了冷却效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中使用的空冷装置的三维图；

图3是本发明中使用的空冷装置的结构示意图；

图4是挡板和回风孔的位置关系示意图；

图中：风筒1、圆环2、吸水盘3、抽风机4、加热网5、导轨6、放置架7、挡板8、回风孔9、集风板10、圆盘11、通孔12、喷头13、集热架14。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种消除球墨铸铁白口缺陷的热处理工艺，包括以下步骤：

s1：将需要处理的球墨铸铁件放入到回火炉中进行加热，使得球墨铸铁件的温度上升至退火温度，保证升温时间在2-4小时，并保温2-4小时；

s2：逐渐降低s1中回火炉的温度，使得球墨铸铁件以5-10℃/h速度降温到680-750℃，再以20-30℃/h速度冷却至450℃-550℃；

s3：将s2中的球墨铸铁件放入到空冷装置中进行空冷，空冷时抽风机4抽取空气进入风筒1，同时吸水盘3过滤掉空气中的水汽，再利用加热网5对进入到风筒1中的空气进行温度调节，使得进入风筒1中的空气处于干燥且适温，空冷完毕后取出球墨铸铁件，空冷装置将空气中的水分吸收过滤，且对进入风筒1的空气进行加热，使得与球墨铸铁件接触的空气为干燥且非低温的，同时利用挡板8对空气进行导向，使得球墨铸铁件与空气发生均匀的接触，从而避免了空冷过程中球墨铸铁件可能发生的变形和开裂问题，进而保证了球墨铸铁件的热处理效果；

其中，s3中使用的空冷装置包括风筒1，所述风筒1的一端固定有圆环2，所述圆环2内侧壁上固定有吸水盘3，所述吸水盘3采用吸水树脂材料制成，所述风筒1内腔靠近圆环2的一端固定有抽风机4，所述抽风机4用于抽取空气，所述抽风机4远离圆环2的一侧设有加热网5，所述加热网5用于调节进入风筒1的空气的温度，所述风筒1内设有两个导轨6，两个所述导轨6上活动安装有放置架7，所述放置架7为网状结构，所述风筒1上设有控制器，控制器用于控制空冷装置工作；使用时，在南方冬季的时候，由于空气湿度高，且空气温度较低，使得球墨铸铁件在进行空冷时冷却不均匀，从而容易发生变形或者开裂，进而影响到球墨铸铁件的生产质量，本发明对这一问题进行了改进；进行空冷操作时将球墨铸铁件放入到放置架7上，再将放置架7推入到风筒1内，同时启动空冷装置；空冷装置启动时使得抽风机4工作，从而使得空气被抽进风筒1中；空气在进入风筒1之前需要经过吸水盘3，在经过吸水盘3时空气中的水分被吸收；干燥的空气进入到风筒1内腔后被加热网5加热，从而使得空气温度得到调节；经处理后的空气在风筒1内腔中移动，并从风筒1远离抽风机4的一端吹出；在空气移动的过程中与球墨铸铁件接触，使得球墨铸铁件处于正常的空冷环境，从而保证了空冷的正常进行；本发明通过将空气中的水分吸收过滤，且对进入风筒1的空气进行加热，使得与球墨铸铁件接触的空气为干燥且非低温的，从而避免了空冷过程中球墨铸铁件可能发生的变形和开裂问题，进而保证了球墨铸铁件的热处理效果。

作为本发明的一种具体实施方式，所述风筒1的内侧壁上沿其长度方向等距离设有两个以上的挡板组，每个挡板组包括两个以上沿风筒1周向等距离转动安装的挡板8，所述风筒1的内侧壁上设有两个以上的回风孔9，所述回风孔9与挡板8一一对应，所述回风孔9的入口处设有集风板10；使用时，空气在风筒1内腔中移动的过程中为横向移动，若球墨铸铁件形状复杂或者有空腔，空气无法与球墨铸铁件充分接触，从而限制了球墨铸铁件冷却的速度和均匀度；通过设置有挡板8，在空气移动的过程中会与挡板8接触，使得挡板8产生转动；挡板8转动的过程中将空气向球墨铸铁件处进行导向，使得球墨铸铁件与空气充分接触；在挡板8转动后使得空气越过挡板8移动到集风板10处，经过集风板10的导向后使得空气进入到回风孔9内，进入回风孔9内的空气移动至回风孔9出口处吹出，使得挡板8产生反向的转动；通过挡板8的设置使得空气被不断的导向，从而使得空气与球墨铸铁件进行良好的接触，进而提高了空冷的效果。

作为本发明的一种具体实施方式，所述回风孔9为环状结构，所述回风孔9的出风口方向背向圆环2的方向，所述挡板8侧面为三角形结构，所述回风孔9的出口对准挡板8的顶面,所述回风孔9的出口直径值小于其入口的直径值；使用时，回风孔9的出风口对着圆环2的方向容易使得回风孔9的两端进气，从而影响到出风口的使用效果；回风孔9的出口处背向圆环2，使得回风孔9处喷出的气体速度和强度均为最大值，从而使得挡板8能顺利的回到初始位置；所述回风孔9的入口直径大使得回风孔9的入风量增加，同时其出口直径变小使得回风孔9处喷出的气体流速快，从而提高了回风孔9的调节作用。

作为本发明的一种具体实施方式，所述风筒1内侧壁设有圆盘11，所述圆盘11上设有两个以上的通孔12，通孔12远离圆环2的一侧设有软管，所述软管远离通孔12的一端通过叉管固定连接有两个以上的喷头13，与同一软管连接的喷头13周向分布在风筒1的内侧壁上；使用时，从风筒1内腔经过的空气被球墨铸铁件逐渐加热，从而降低了空气的冷却效果，使得风筒1内的球墨铸铁件冷却进度不一致，从而影响到整体的进度；通过设置有圆盘11，使得空气在经过圆盘11上的通孔12时被分为多个部分，且多个部分的空气被软管和叉管分别通向风筒1的不同段后从喷头13处喷出；被分流的空气在风筒1的中段与被加热的空气汇合，降低了被加热空气的温度，从而避免了因空气温度过高导致风筒1中段的球墨铸铁件的冷却速度下降，进而保证了风筒1内球墨铸铁件的整体冷却进度。

作为本发明的一种具体实施方式，所述喷头13安装于两个挡板组之间，喷头13距离圆环2的距离值越大，喷头13连接的通孔12直径值越大，位于圆盘11中心位置的通孔12不连接软管；使用时，因距离圆环2越远的空气温度越高，使得远离圆环2一端的球墨铸铁件温度降低缓慢；通过将通孔12的直径值设置梯度，使得距离圆环2较远处的喷头13喷出多量的空气，从而保证了风筒1内的空气温度大抵一致，进而保证了风筒1内的球墨铸铁件的冷却进度一致。

作为本发明的一种具体实施方式，所述风筒1远离圆环2的一端固定有集热架14，所述集热架14为v字形结构，所述集热架14通过导线与吸水盘3连接，导线插入吸水盘3的外圈侧壁，所述吸水盘3的外圈为疏松结构，所述吸水盘3的直径值大于风筒1的内径值；使用时，因吸水盘3一直吸水，使得吸水盘3的吸水效率下降，从而影响到空冷装置的工作；通过设置有集热架14来吸收被加热空气中的热能，并通过导线将热能传递至吸水盘3处，使得吸水盘3被加热和烘烤；吸水盘3在被加热和烘烤的过程中会脱水变干，使得吸水盘3可持续使用，避免了吸水盘3失效的问题；吸水盘3的外圈为疏松结构使得吸水盘3在受热脱水时产生的水汽快速的进入到空气中，从而提高了吸水盘3的脱水性能。

使用时，在南方冬季的时候，由于空气湿度高，且空气温度较低，使得球墨铸铁件在进行空冷时冷却不均匀，从而容易发生变形或者开裂，进而影响到球墨铸铁件的生产质量，本发明对这一问题进行了改进；进行空冷操作时将球墨铸铁件放入到放置架7上，再将放置架7推入到风筒1内，同时启动空冷装置；空冷装置启动时使得抽风机4工作，从而使得空气被抽进风筒1中；空气在进入风筒1之前需要经过吸水盘3，在经过吸水盘3时空气中的水分被吸收；干燥的空气进入到风筒1内腔后被加热网5加热，从而使得空气温度得到调节；经处理后的空气在风筒1内腔中移动，并从风筒1远离抽风机4的一端吹出；在空气移动的过程中与球墨铸铁件接触，使得球墨铸铁件处于正常的空冷环境，从而保证了空冷的正常进行；本发明通过将空气中的水分吸收过滤，且对进入风筒1的空气进行加热，使得与球墨铸铁件接触的空气为干燥且非低温的，从而避免了空冷过程中球墨铸铁件可能发生的变形和开裂问题，进而保证了球墨铸铁件的热处理效果；另外，空气在风筒1内腔中移动的过程中为横向移动，若球墨铸铁件形状复杂或者有空腔，空气无法与球墨铸铁件充分接触，从而限制了球墨铸铁件冷却的速度和均匀度；通过设置有挡板8，在空气移动的过程中会与挡板8接触，使得挡板8产生转动；挡板8转动的过程中将空气向球墨铸铁件处进行导向，使得球墨铸铁件与空气充分接触；在挡板8转动后使得空气越过挡板8移动到集风板10处，经过集风板10的导向后使得空气进入到回风孔9内，进入回风孔9内的空气移动至回风孔9出口处吹出，使得挡板8产生反向的转动；当挡板8转动到初始位置时使得回风孔9处的进风被挡住，从而使得挡板8产生正向的转动；通过挡板8的设置使得空气被不断的导向，从而使得空气与球墨铸铁件进行良好的接触，进而提高了空冷的效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。