灰鐵鑄件的性能和時(shí)效處理方式

　　灰鐵鑄件熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，它和其它的加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或工件的使用性能。其特點(diǎn)是工件的內(nèi)在質(zhì)量。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是   的。
　　灰鐵鑄件是以鐵和碳為基礎(chǔ)的鑄造合金，后者主要以薄片狀石墨微粒的形式呈現(xiàn)?；诣F的性能取決于石墨的形式和分布狀態(tài)，及矩陣結(jié)構(gòu)?；诣F鑄件時(shí)效處理有三種方式：自然時(shí)效、人工時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效。
　　1、自然時(shí)效處理將灰鐵鑄件放置于露天中幾個(gè)月或者幾年，雖然這種處理方法，但是耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。
　　自然時(shí)效和熱時(shí)效，即工件露天長(zhǎng)時(shí)間放置，由于溫度的自然變化以及其它環(huán)境變化使工件的尺寸日趨穩(wěn)定。一般說(shuō)來(lái)這需長(zhǎng)達(dá)兩年的時(shí)間。用木錘敲擊工件，用風(fēng)握直接振動(dòng)等，在實(shí)際生產(chǎn)中都有應(yīng)用，有人認(rèn)為用機(jī)械施加工件即相當(dāng)于加速自然時(shí)效，這種方法在早有?？?。它的基本原理就是采用激振器的周期外力－激振力的作用下，使之與工件發(fā)生共振（激振器產(chǎn)生與工件本征頻率相一致的振動(dòng)頻率）。從而獲得相當(dāng)大的振動(dòng)能量，這種能量可以和熱能相比的、共振中交變的初應(yīng)力與殘余應(yīng)力相疊加，驅(qū)使工件產(chǎn)生大的振動(dòng)，發(fā)生局部屈服，使晶體內(nèi)部錯(cuò)位和晶界產(chǎn)生微觀滑移，引起微量塑性變形，促使大量錯(cuò)位一部分釘軋?jiān)陔s質(zhì)上，另一部分聚集到晶粒間界上，另外還有一部分錯(cuò)位獲得足夠大的能量，可以穿過(guò)晶界而進(jìn)入另一個(gè)晶粒內(nèi)，這樣從總體看工件的殘余應(yīng)力松弛或均化，在宏觀上表現(xiàn)為尺寸穩(wěn)定、剛度、蝕性、耐疲勞性提高，金屬內(nèi)耗下降，塑性。由于晶粒內(nèi)位錯(cuò)大量聚集在晶界和雜質(zhì)上，所以造成各個(gè)晶粒內(nèi)應(yīng)力的   不均勻性，使微觀應(yīng)力提高。由此錯(cuò)位處在大的大型應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)，滑移阻尼增大，所以位錯(cuò)再滑移是非常困難的。
　　2、人工時(shí)效退火處理退火處理是灰鐵鑄件效果好的時(shí)效處理方法，但是它的費(fèi)用較高，增加了鑄造的成本。人工時(shí)效是將鑄件加熱到550～650℃進(jìn)行去應(yīng)力退火，它比自然時(shí)效節(jié)省時(shí)間，殘余應(yīng)力去除較為   。
　　3、振動(dòng)時(shí)效處理：用振動(dòng)時(shí)效儀對(duì)灰鐵鑄件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理。
　　振動(dòng)時(shí)效殘余應(yīng)力就是將激振器緊緊固定于工件上施加機(jī)械振動(dòng)，工件放置于橡膠塊或者其他彈性支撐上，以防止地面對(duì)振動(dòng)的阻尼作用，振動(dòng)頻率通過(guò)控制器控制調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速獲得，頻率通常在167HZ以內(nèi)，整個(gè)設(shè)備消耗電能很低，一般不超過(guò)1KW，對(duì)于大多數(shù)工件，15分鐘振動(dòng)即可或均化應(yīng)力，使工件尺寸穩(wěn)定精度提高，處理的工件重量從幾十公斤到上百噸。振動(dòng)時(shí)效技術(shù)又稱“振動(dòng)應(yīng)力法”，簡(jiǎn)稱“VSR”技術(shù)。它的實(shí)施過(guò)程是通過(guò)振動(dòng)時(shí)效裝置的控制系統(tǒng)控制激振器的轉(zhuǎn)數(shù)和偏心作用在工件上產(chǎn)生離心力，使工件發(fā)生共振（諧振），讓工件需時(shí)效部位產(chǎn)生   幅度、   周期的交變運(yùn)動(dòng)，并吸收能量，經(jīng)過(guò)   時(shí)間的振動(dòng)引起工件微小塑性變形及晶粒內(nèi)部位錯(cuò)逐漸滑移，并重新纏繞釘扎使得殘余應(yīng)力被和均化，防止工件變形和開(kāi)裂，從而達(dá)到提高工件尺寸精度穩(wěn)定性，增強(qiáng)工件的抗變形能力和提高疲勞壽命。
　　灰鐵鑄件的性能：
　　1.具有良好的鑄造和切削加工性，其熔煉比較方便，融化溫度較低。
　　2.具有良好的導(dǎo)熱性能，用灰鐵鑄件制作內(nèi)燃機(jī)上的汽缸體，汽缸蓋時(shí)，可到處大量的熱量，這中良好的導(dǎo)熱性低于在高溫下工作的機(jī)電設(shè)備是很重要的。
　　3.具有良好的減震性，既能的吸收機(jī)器振動(dòng)的能量，從而起到阻尼的作用，這也是灰鐵鑄件一項(xiàng)很重要的性能。
　　4.具有片狀石墨，在基體上起到切口的作用，因而使得灰鐵鑄件作為結(jié)構(gòu)金屬材料不具有切口敏感性。
　　5.具有良好的潤(rùn)滑性能，灰鐵鑄件制作機(jī)電設(shè)備上經(jīng)受滑動(dòng)摩擦的零件時(shí)，具有良好的減磨性能。
　　灰鐵鑄件機(jī)床質(zhì)量主要包括機(jī)床鑄件外觀質(zhì)量、灰鐵鑄件機(jī)床內(nèi)在質(zhì)量和機(jī)床鑄件使用質(zhì)量。外觀質(zhì)量指灰鐵鑄件機(jī)床表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形狀偏差、重量偏差；內(nèi)在質(zhì)量主要指機(jī)床鑄件的化學(xué)成分、物理性能、機(jī)械性能、金相組織以及存在于機(jī)床鑄件內(nèi)部的孔洞、裂紋、夾雜、偏析等情況；使用質(zhì)量指機(jī)床鑄件在不同條件下的工作能力，包括、蝕、耐激冷激熱、疲勞、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工藝性能。機(jī)床鑄件質(zhì)量對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能有很大影響。例如，機(jī)床鑄件的和尺寸穩(wěn)定性，直接影響機(jī)床的精度保持壽命；各類泵的葉輪、殼體以及液壓件內(nèi)腔的尺寸、型線的準(zhǔn)確性和表面粗糙度，直接影響泵和液壓系統(tǒng)的工作效率，能量消耗和氣蝕的發(fā)展等；內(nèi)燃機(jī)缸體、缸蓋、缸套、活塞環(huán)、排氣管等鑄件的強(qiáng)度和耐激冷激熱性，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命。