熱處理法消除真空泵殼體白口組織研究
小型真空泵泵體壁厚較薄,鑄造生產中容易產生白口組織,造成后續加工困難。本文研究了通過熱處理消除真空泵泵體白口組織的方法,有效消除了白口組織,改善了真空泵泵體的加工性能,提高了成品率。
隨著我國經濟的快速發展和科技的不斷進步,越來越多的產品需要在真空環境下生產或保存。旋片式真空泵具有體積小堯噪音低等優點,因此在機械堯電子堯冶金堯化工堯石油堯食品及醫藥等行業得到了廣泛應用,隨著這些行業的快速發展,對旋片式真空泵的需求量正在快速增長。
旋片式真空泵的泵體通常用HT200 鑄造生產,因其壁厚較薄,大部分壁厚在10mm 左右,所以在鑄造生產中很容易產生白口組織,泵體一旦出現白口組織將造成后續的車削堯銑削和鉆孔困難,嚴重的將會造成泵體報廢,為消除旋片式真空泵泵體的白口組織,提高成品率,本文探討了熱處理法消除泵體白口組織的方法,對熱處理工藝參數進行了選擇,確定了合適的熱處理工藝參數。
1、試驗方法
1.1、泵體選取
選取機加工困難的泵體。選取的泵體在機加工時有明顯的振刀現象,已加工處有明顯的振紋,并且顏色較亮。泵體選好后在振刀部位取樣,磨制后測量硬度,然后再經預磨堯拋光堯腐蝕后觀察金相。之后將取樣后泵體在不同參數下進行熱處理,處理后在相同部位取樣分別測量硬度,觀察金相,最后確定熱處理參數。
1.2、硬度測定與金相觀察
硬度測定選用洛式硬度計,分別對正常試樣堯難機加工試樣和熱處理后試樣進行硬度測試,并將硬度換算成布氏硬度以便于比對,測試結果見表1。同樣選取正常試樣堯難機加工試樣和熱處理后試樣進行金相觀察,金相照片見圖1。
表1 不同試樣的硬度值(HB)
觀察圖1 的金相照片可看出,正常的HT200 金相組織主要由片狀石墨和珠光體組成,而難機加工的組織中含有明顯的滲碳體,因此可以斷定造成加工困難的主要原因是泵體組織中含有滲碳體,為消除滲碳體分別在800℃和900℃下對泵體進行退火。
2、熱處理工藝參數的確定
為探討合適的熱處理溫度,分別在800℃和900℃兩種溫度下對泵體進行了退火。退火參數見表2。
圖1 不同試樣的金相照片 400
表2 退火工藝參數
在泵體難加工部分的同一區域取下兩塊試樣,一塊在800℃退火,分別保溫10~15 和20min,另一塊在900℃退火,分別保溫10堯15 和20min,之后分別測量硬度并觀察金相,通過比較觀察發現,800℃退火后試樣硬度有所降低但不明顯,金相中仍有滲碳體,而在900℃退火,時間較短時滲碳體明顯減少,退火20min 后,試樣硬度明顯下降,金相中滲碳體完全消除,因此最終將熱處理參數確定為在900℃退火20min。確定參數后,選取完整的難以加工的泵體進行整體熱處理,熱處理后進行機加工,加工順利,難以加工的現象消失。
3、結語
通過熱處理能夠有效消除旋片式真空泵泵體中的白口組織,在900℃退火20min,旋片式真空泵泵體中的白口組織能完全消失,其機加工性能得到明顯改善,合格率得到提高。