双相等温淬火球墨铸铁双质量飞轮毂热处理工艺的探索

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1、2013中国铸造活动周论文集双相等温淬火球墨铸铁双质量飞轮毂热处理工艺的探索张翔，李国禄，刘金海，尤培龙（河北工业大学材料科学与工程学院，天津300130）摘要：因双相等温淬火球墨铸铁（双相ADI）采用部分奥氏体化工艺得到共析铁素体+奥铁体混合基体，使其具有相比ADI更为优异的机加工性能。通过对双相ADI双质量飞轮热处理工艺的探索，认为双相ADI奥氏体含碳量更低，需要加入更多的合金元素以增强淬透性，共析铁素体对双相ADI性能的影响比奥铁体更敏感。热处理工艺最终确定为奥氏体化840℃保温1.5h，等温淬火320℃保

2、温1h。关键词：球墨铸铁；部分奥氏体化；力学性能；淬透性Abstract:Becausethedualphaseaustemperedductileiron(dualphaseADI)usesthepartialaustenitizingtechnologytoacquirethemixedbodycomposedofproeutectoidferriteandausferrite,ithassuperiormachiningperformancecomparedwithADI.Throughtheexplora

3、tionofdualphaseADIdualmassflywheelheattreatmenttechnology,thecarboncontentofausteniteofdualphaseADIismuchlower,addingmorealloyelementsisnecessarytoenhancehardenability,proeutectoidferrite’seffectontheperformanceofdualphaseADIismoresensitivecomparedwithausferr

4、ite.Heattreatmenttechnologyisfinallyconfirmedasaustenitizingat840℃for1.5hours,austemperingat320℃for1hour.Keywords:ductileiron;partialaustenitizing;mechanicalproperties;hardenability1前言双质量飞轮相比普通飞轮能在不增加飞轮的惯性矩的前提下提高传动系的惯性矩，因而可以有[1]效的降低汽车发动机启动与停止过程中的大振幅振动。当前双质量飞轮

5、毂所选用材质以45#钢为主，相比钢的锻造成型，铸造成型具有成型工艺简单、加工量小、成本低等优势。双相ADI又被称作750级ADI即等温淬火前加热温度到铁素体+奥氏体+石墨共析三相区保温一段时间，进行等温淬[2]火处理，最终得到的基体组织为共析铁素体+奥铁体的球墨铸铁，如图1所示。图1SAEJ2477标准ADI750金相图谱奥氏体化温度在共析三相区范围之内，属于不完全奥氏体化，这种热处理称为部分奥氏体化等温处理。目的是利用组织中存在共析铁素体提高ADI的塑韧性，降低硬度，改善加工性能，但对抗[3]拉强度、屈服强度和

6、弯曲疲劳强度降低的幅度不大。这样对有些在等温淬火过程中难以控制变形12013中国铸造活动周论文集量的零件进行先等温淬火处理后及加工的工艺路线，以改善ADI强度高、硬度高，热处理后切削性能减弱，难以广泛推广至尺寸精度要求高的机械零件现状。目前国外已有不少企业将双相ADI应用于发动机曲轴及齿轮的生产。2试验方法与方案2.1合金熔炼与成分设计的合金成分范围见表1。采用Q12生铁、废钢、硅铁、锰铁、铜丝等炉料，在30kg实验室用酸性中频电炉中熔炼。出炉温度1550℃，浇注温度1450℃，采用堤坝式冲入法进行球化处理，球化

7、剂采用FeSiMg6RE2，加入量为1.4%。孕育剂选用75SiFe，采用包内孕育的处理工艺,孕育剂的加人量为0.6%。浇注壁厚25mm的U型单铸试块及双质量飞轮毂毛坯。U型单铸试块尺寸标准按GBT1348-2009执行。表1试验合金化学成分（wB/%）试样编号CSiMnPSCu13.4~3.82.5~2.80.3~0.5≤0.06≤0.0223.4~3.82.5~2.80.3~0.5≤0.06≤0.020.433.4~3.82.5~2.80.3~0.5≤0.06≤0.0620.62.2试样准备利用线切割截取U型

8、单铸试块根部取料，用车床加工成Φ14ｍｍ拉伸试棒，具体尺寸按GBT1348-2009执行。采用三思SHT5305微机控制电液伺服万能试验机拉伸，采用全载荷控制，加载速度500N/s。采用用HB3000型布氏硬度计测试试样的硬度，钢球压头直径10mm，载荷3000kg。2.3技术指标依据美国汽车工程师学会标准ASEJ2477-2004制定双相ADI力学性能标准，见表2。表2