[发明专利]一种ADI表面淬火工艺

说明书

本发明属于材料技术领域，特别是一种ADI表面淬火工艺，通过对ADI工件进行预先热处理，再用感应加热的方式进行表面淬火，得到心部具有高塑性和高韧性且表面具有高硬度和高耐磨性的ADI材料。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别是一种ADI表面淬火工艺。

背景技术

等温淬火球墨铸铁(ADI)是在球墨铸铁的基础上经过等温淬火得到的一种新型工程材料，其基体组织为针状铁素体与高碳奥氏体(即奧铁体)，又称为奥铁体球墨铸铁，因其独特的奥铁体组织，ADI具有优异的力学性能，是一种新型高性能工程材料，是钢铁材料领域适合制造高端装备关键零部件和轻量化创新极具竞争优势的新型工程材料。

ADI当塑性与韧性越好时，其硬度及耐磨性就越差；反之，硬度及耐磨性越高，其塑性与韧性就越低。对于希望既要求高塑性、高韧性同时表面具有高耐磨性的应用场合难以满足要求。如果在高塑性及高韧性ADI的基础上，采用适当的后续表面热处理工艺，在保持内部基体塑性及韧性不变的同时大幅提高表面硬度与耐磨性，则无疑能够进一步扩大ADI的应用范围，提高使用寿命。

表面淬火是快速加热钢铁材料表层至奥氏体化，然后迅速冷却，使得钢铁材料表层组织变成马氏体的一种表面热处理工艺。在保证工件心部组织不发生转变的前提下，通过表层组织相变，提高钢铁工件的表面硬度及耐磨性。ADI的显微组织由高碳奥氏体+针状铁素体基体以及球状石墨组成，这种由高碳奥氏体+针状铁素体形成的奥铁体(Ausferrite)组织不同于钢中的贝氏体，针状铁素体晶界处无碳化物析出，而钢中的贝氏体是以铁素体及沉淀的碳化物为其特征的。通过表面淬火的方式，在保证ADI心部高塑性及高韧性的前提下进一步提高其表面硬度与耐磨性，使ADI材料在具有高强度，高耐磨性表面的同时，其心部仍具有良好的塑性及韧性。

然而实际操作中ADI表面淬火非常容易造成淬火裂纹，无法得到心部具有高塑性和高韧性且表面具有高硬度和高耐磨性的ADI材料，因此需要改善ADI的表面淬火工艺。

发明内容

为了解决上述问题，本发明对于QTD800-10、QTD900-8、QTD1050-6等具有较高塑性与韧性的ADI材料，提供一种ADI的表面淬火工艺，使ADI材料在心部具有良好塑性和韧性的同时，表面具有高硬度与高耐磨性。具体方法为：对ADI工件进行预先热处理，再用感应加热的方式进行表面淬火，得到心部具有高塑性和高韧性且表面具有高硬度和高耐磨性的ADI材料。

具体步骤为：步骤1预先热处理：将工件放在感应加热设备工作台上，对准需要处理的ADI工件表面进行感应加热3-8s后，停止加热并立即对加热表层进行通风冷却；

步骤2表面淬火：将工件放在感应加热设备工作台上，对准需要淬火的ADI工件表面，感应加热3-6s后，停止加热并立即进行喷水冷却。

其中，步骤1预先热处理和步骤2表面淬火中，感应加热设备的参数为；电流密度为50A/mm²，电流频率为68KHz。

其中，步骤1预先热处理中通风冷却的时间为30-50s，步骤2表面淬火中喷水冷却的时间为7-12s。