等温淬火球铁（ADI）及其应用.ppt

1.ADI的摩擦磨损实验结果 ADI具有优越的耐磨性，其耐磨性比同样硬度的钢好得多，见图1和图2。在磨料磨损的条件下，ADI耐磨性要比同样硬度下的钢的耐磨性要好。硬度为HRc30-40的ADI耐磨性相当于硬度HRc60的淬火回火钢。 图1。ADI, 球铁和两种耐磨钢耐磨性的比较 2.ADI在需要减小摩擦力的滑动摩擦工作条件的应用 在需要传送动力或控制运动的机构中，工件既需要小的摩擦力以减少摩擦能耗，又需要高耐磨性以获得长的使用寿命。典型的动力传送机构如齿轮与齿轮，曲轴与轴承，链轮与链条，轴或活塞与衬套。典型的控制运动机构如，凸轮轴与凸轮，轴与衬套等。替代表面渗碳钢，表面淬火钢，青铜。 美国康明司公司1983年开始生产B and C 系列柴油发动机 ADI 正时齿轮, 重量 0.7-4.1 kg, 直径101-222mm。年产量超过30,000 套，与表面渗碳淬火锻钢1022钢齿轮相比，有下列优点: 加工车间生产率增加40%；重量减轻10%； 降低噪音； 提高齿轮抗擦伤能力； 降低成本30%; 齿轮铣刀寿命增加10倍。表1是ADI齿轮与表面渗碳淬火锻钢1022钢齿轮生产能耗对比。 每吨能耗（kW .h / t） 材料 ADI 1022钢 毛坯 生产 2500 4500 退火 ---- 500 等温淬火 600 ---- 表面淬火 ---- 800-1200 总能耗 3100 5800-6200 表1。ADI齿轮与表面渗碳淬火锻钢1022钢齿轮生产能耗对比 芬兰SANTASALO公司生产的第四代SANTASALO”C“系列齿轮箱。其特点是有许多螺旋齿轮。一些大齿轮和复杂的中空轴齿轮是ADI一体铸成。 比利时N.V. Ferromatrix公司原来的剪草机齿轮由三件合金钢（轴42CrMo4，凸轮58CrV4，齿轮16MnCr5）加工组装而成。采用ADI改为一件铸成，不仅大大降低成本，齿轮寿命也大大提高。 美国Farrar Corp.,公司ADI与用户合作将原来的剪草机齿轮组件设计成铸件。铸件另加增加了齿轮箱现场的使用性。明显地降低了噪音，改进了割草机转向性和操纵性。重量减轻33磅，降低成本，提高了另加强度，外形改观。此外，改成铸件消除了18英寸长的焊缝。改善了使用性能，客户从未遇到失效问题。该铸件获得2003年美国铸造学会最高奖。 美国通用汽车公司用ADI替代表面滲碳锻钢传动准双曲面齿轮（汽车后桥螺旋伞齿轮），每套减重0.6-0.9 kg，降噪音，节约能源50%，降低成本20% ，改善加工性，大大增加刀具寿命。 其它齿轮的应用还有卡车发动机齿轮，输送机机齿轮，工程机械变速箱内传动齿轮，驱动桥边行星减速齿轮，太阳轮，行星轮，稳定传动中的齿轮，真空泵中的传达齿轮，行星传达齿轮，变速器齿轮，差动齿轮，差动半轴齿轮，斜齿轮，锥齿轮，蜗轮,蜗杆，吊车齿轮，环型齿轮，轧钢机上的齿轮，拖拉机末端传动齿轮，齿圈等等，这其中包括许多近年来我国ADI齿轮的可喜进展。 表6提供了各种材料单位屈服强度的相对成本（3），可见单位屈服强度的结构材料，等淬球铁的成本最低。 表6. 各种材料单位屈服强度的相对成本（ 锻钢 相对成本为100） 5.钢与球铁等温淬火的差别 1）.钢的贝氏体是由针状铁素体和碳化物组成，从奥氏体析出针状铁素体伴随着碳化物的析出；而球铁中在奥氏体化过程中，由于高碳（有石墨碳源）、高硅抑止碳化物析出，只析出针状铁素体； 2）.钢的等温淬火时，最终组织中不允许有残余奥氏体出现（因为奥氏体含碳量低，不稳定），要有100％的贝氏体组织；而铸铁中要求有一部分（高碳，稳定的）残余奥氏体； 3）、钢中的残余奥氏体（低碳，不稳定），当工件温度低于Ms时，会转变为马氏体，又硬，又脆，易使工件断裂。如果球铁中也存在低碳不稳定的奥氏体，在受力时也会产生马氏体转变，也恶化工件的加工性能。 4）、钢等温淬火目的：获得完全（100％）贝氏体 球铁等温淬火目的：获得一定量的针状铁素体，获得一定量的残余奥氏体，以调整