石墨軸套的熱處理工藝

石墨軸套是齒輪泵的主要零件之一，裝在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪兩端起軸承支撐作用。它必須有足夠的強(qiáng)度和良好的耐磨性。為了保證零件的性能要求，我廠采用非標(biāo)準(zhǔn)鋁錫合金，Cu的作用是強(qiáng)化基體。Sn可形成較軟的低熔點(diǎn)Al-Sn共晶體，增加耐磨性。原熱處理工藝為515℃固溶6h水冷，180℃時(shí)效8h空冷。這種工藝存在兩個(gè)問題：

　　(1)Al-Sn共晶體過燒加入錫形成含錫為99.5%的Al-Sn共晶體，其熔點(diǎn)為229℃。當(dāng)工件加熱到515℃時(shí)，Al-Sn共晶體過燒，淬火冷卻時(shí)形成復(fù)熔球團(tuán)。在形成復(fù)熔球團(tuán)過程中，一方面晶界氧化，使晶粒強(qiáng)度下降，另一方面又產(chǎn)生了許多顯微空隙，使晶粒界面能增加，金屬的強(qiáng)度降低，在使用過程中易過早失效。

　　(2)工藝生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，達(dá)16h之多，生產(chǎn)效率低，能耗大。

　　由金相觀察和力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，250℃×7h處理工藝比較理想。Al-Sn共晶體呈斷網(wǎng)狀沿晶界分布，一方面Al-Sn共晶體分布比較均勻，保證有良好的耐磨性，另一方面Al-Sn共晶體沒有分割基體，使合金有較好的塑性和韌性。采用250℃×7h處理工藝可以得到較高硬度，是因?yàn)樵摵辖鸷珻u量較少，金屬模冷卻速度快，在鑄造冷卻過程中，已保證Cu熔入固溶體，起到了淬火作用。

通過自然時(shí)效提高了硬度，也證明了這一點(diǎn)。250℃×7h空冷工藝比515℃×6h水冷＋180℃×8h空冷工藝的抗拉強(qiáng)度提高47%。250℃×7h空冷工藝溫度稍高于Al-Sn共晶體的熔點(diǎn)，是為了在不使共晶體過燒的前提下，通過較短的保溫時(shí)間得到Al-Sn共晶體的斷網(wǎng)狀分布。在工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了小批量(400件)試生產(chǎn)，經(jīng)硬度、金相檢查和試驗(yàn)臺(tái)做產(chǎn)品出廠試驗(yàn)，均全部合格。該工藝于1996年正式投產(chǎn)至今，已生產(chǎn)石墨軸套幾十萬只，全部合格。工效提高1.3倍，一年可節(jié)約資金約7萬元，節(jié)電超過8萬kW.h。