提高通用铸铁研具耐磨性的研究与实践

胡文泉，徐英斌

（天津职业技术师范大学，天津 300000）

铸铁研具的材料多采用球墨铸铁和灰铸铁，虽然具有较好的使用性和良好的工艺性等特点，但由于铸铁研具的机械性能决定了该研具工作面的耐磨性，在研磨工件精密度要求较高的的形状误差和尺寸精度时问题就凸显出来。因为，研磨加工是属于精密加工一种形式，它是利用磨料嵌入到研具表面，用研磨剂充当介质，使研具和被加工表面之间贴合并做较长时间有规则的相对移动，实现磨料对被加工表面进行微量切削，从而获得精密加工的方法。如果研具的工作面在研磨过程中磨损过快，势必会造成研具工作表面在失去原有基准精度的同时，也将此误差复映到被加工表面上，使被加工表面研磨的检定数值精度不稳定，加工的质量难以保证。所以，被加工表面研磨精度的高低与研具加工面的磨损程度的快慢有着直接关系。

为了提高铸铁研具工作面的耐磨性，更好保证研磨工件的加工质量，笔者在文章介绍一种用电接触表面淬火工艺技术（专利号：ZL201120395823.0），在高强度低应力铸铁研具工作面上进行“网状”局部淬火，可以获得研具工作面整体耐磨性的提高。

1 电接触表面淬火工艺技术

电接触表面淬火是一种处理铸铁表面的新工艺。利用表面接触淬火所产生的高温来加热待淬火表面，且通过淬火工件本身的热传导使之冷却来达到淬火的目的，图1为铸铁研具表面淬火加工示意图。

图1 铸铁研具表面淬火加工示意图

（1）淬火设备的使用说明。该设备是由调压变压器（可用电刻字机替代）和一只石墨淬火笔连接使用，使用时只需要通过调节变压器的旋钮开关，将变压器的二次开路电压调整为6～15V左右，并使电笔与被淬火加工表面之间的短路电流控制在20～50A即可，电笔应选用含碳量较高、导电率较大和质地较软的石墨材料，笔尖应制成圆锥形，顶端面积约为1～2mm2。

（2）铸铁研具表面淬火处理的操作工艺过程。淬火前，先将铸铁研具待淬火表面用磨削加工或研磨等方法使其精度达到使用要求后，在待淬火表面上涂上一层透平油（汽轮机油或机械油等），将设备的石墨淬火电笔设置为一极，被淬火的铸铁研具为另一极，再将调压变压器的二次开路电压和短路电流调控到需要设定的数值后，就可用电笔对待加工表面进行电接触表面淬火。淬火时，电笔的笔尖在待淬火表面上以20～50mm/s的速度移动，淬火痕迹可以是螺旋形的也可以是曲线形或网状形等，线条的形状模板可用非金属材料制作，淬火时用模板当靠尺，加工出的淬火线条间隔一般为5～10mm，淬火线条应是连续不断，相邻两淬火线条应互相搭接，在沿加工表面移动方向上不应有连续空隙，淬火轨迹不应有烧伤凹坑，这样就可以方便地得到整齐美观的淬火表面。淬火后，在淬火表面上涂适量煤油，用工作面形状误差合格的CYTL800﹟油石将淬火表面的熔结凸起和氧化物磨光，经打磨后的淬火表面上会出现网状高硬络亮带，其硬化层的深度在0.07～0.13mm之间，同时在网状高硬络的周边也就形成了许多容纳磨料的平沙窝。

2 铸铁研具淬火后的使用性能

铸铁研具表面经过淬火后，形成的网状高硬络和平沙窝的作用各不相同。网状高硬络对工作面形成了一个耐磨的支撑骨架作用，其高硬络的金相组织硬度可以达到HV630左右，支撑网架的金相组织的硬度也在HV300～400之间。而在支撑网架周边所形成平沙窝表面的金相组织硬度没有发生改变，所以平沙窝表面可继续保持着嵌入磨料对被研磨表面进行切削加工，从而使得研具工作表面既保持了原有的切削加工性能的同时又提高了研具工作面的耐磨性。

3 结语

通用铸铁研具工作面采用电接触表面淬火加工技术，经过使用证明，耐磨性比淬火前提高3～4倍，被研磨表面也能够得到更小的粗糙度值。而且该工艺技术具有设备简单、操作容易，淬火后变形小等特点，适用于高精度量具、量仪形面加工和修理的工具。