高铬铸铁件退火工艺及切削加工性的研究

　　高铬抗磨铸铁具有较高的铬含量、良好的硬度、耐磨性及抗氧化性，同时具有比普通白口铸铁高的韧性。因此常用于各种磨料磨损、高温磨损和腐蚀磨损的工况。其是制造各种矿山、电厂、水泥、冶金等行业设备的重要材料，例如：磨煤机矿山湿式磨机的磨球、腐蚀磨损泥浆泵过流部件、磷酸盐及硫酸钾镁采矿工业的泵用件、冶金烧结机的蓖条等。目前国内外关于铬系白口铸铁的研究主要集中在材料的化学成分的确定[1-2]、熔炼浇注工艺[3]等方面，而对热处理工艺的研究大部分集中在对其淬火后性能方面的研究[4]，对高铬抗磨铸铁的铸后热处理与加工性能方面研究介绍较少。实际生产制造中为满足高尺寸精度的设备要求，高铬抗磨铸铁KmTBCr26铸件毛坯大多需要进行切削加工。在按照常规抗磨白口铸铁热处理规范(GB/T8263)软化处理后所提供的铸件的实际硬度常常是高达HRC50以上。因此高铬抗磨铸铁KmTBCr26在现场机械加工过程中普遍存在着铸件毛坯硬度高、切削刀具损耗快、加工效率低和小孔无法加工等实际问题。本文介绍了实际生产加工的高铬抗磨铸铁KmTBCr26铸件通过不同加热温度及时间退火后的硬度、显微组织、实际切削加工性能等方面的对比，表明合适的热处理工艺，可使铸件在机加工中降低刀具损耗和提高加工效率，该研究具有重要的实际应用价值。

　　1 试验方法

　　生产加工的高铬抗磨铸铁件，材料牌号KmTBCr26，化学成分(质量分数)为3.2% C、0.59% Si、0.04%Mn、24.84% Cr、2.07% Ni、0.69% Mo、0.57% Cu、0.025% P、0.038% S。铸态零件的硬度为HRC53~55。为研究热处理工艺对高铬抗磨铸铁KmTBCr26的性能和组织的影响，试验采取不同的加热温度、时间和冷却条件的普通退火、等温退火和低温退火(高温回火)等多种热处理方案。用RT-150-12型箱式台车式加热炉进行热处理试验;用HR-150型洛氏硬度计进行硬度试验，用NF-30型金相显微镜进行金相检验。热处理后的试件进行机加工试验，对比退火后零件的加工性能。

　　2 试验结果及分析

　　2.1 试验结果

　　热处理工艺方案及结果见表1;不同热处理后的金相组织见图1。

　　2.2 分析与讨论

　　高铬铸铁中的铬和碳主要是形成碳化物。通过调整碳和铬的含量来获得铸铁组织所需要的碳化物的数量和形态。当含铬达到10%时铸铁组织中的碳化物由(Cr，Fe)3C型网状分布变为孤立分布的富铬(Cr，Fe)7C3、(Cr，Fe)23C6型碳化物，含铬碳化物全部以孤立状分布于基体使材料的耐磨性大大提高，同时可提高材料的淬透性和耐蚀性、抗氧化性。存在于高铬抗磨铸铁中的碳化物具有高的硬度，见表2[5]。