阿可技术在铸铁件表面处理上的应用

阿可技术在铸铁件表面处理上的应用

施瑶君

余姚通用机器厂（余姚捷华压缩机有限公司） 浙江余姚 315400 目前我国铸铁件的使用量可以与钢产品量相媲美,在某些行业，甚至远大于钢材的使用。但是铸件因存在强度低、耐磨性差等缺点，目前，不得不被一些行业慎为使用，如在汽车、化工机械、压力容器以及环保排污等行业，铸铁件的应用仍有一定的局限性，但是，铸铁件因具有成本低、对形状复杂零件易于成形这一独特的优点，有时也不得不被选用，所以对铸铁件表面进行化学热处理使其具有铸铁和钢材双重特性的技术已越来越引起业内人士的共识。

我公司于2006年引进了法国HEF公司的阿可(ARCOR)技术，阿可技术是一种在盐浴炉中进行的热化学扩散层与钝化相结合的表面处理工艺，通俗地说就是低温盐浴氮化+氧化工艺。经该工艺处理后，工件表面生成ε相双层氮化层，该薄层既无脆性又具有极高耐磨擦性、抗咬合性、耐磨损性、防腐蚀性以及较高疲劳强度，并解决了许多镀层工艺都会遇到的氢脆问题。与气体氮化形成的ε+γ′混合相相比，最明显的优点是硬度均匀，且其表面层硬度高，无脆性，不易剥落，整体性良好，比铬镍表面镀层有更高的耐腐蚀能力。几年来，我公司已成功处理各种钢质零件数千吨。在此基础上，我们尝试把这一技术应用于普通铸铁件上，获得了比较满意的效果。如汽车液压系统的某些零件，要承受多次往复运动，耐磨性和耐腐蚀性要求十分高，同时，由这些零件组装的设备质量保证程度高，所以可靠性要求也十分突出，采用常规生产得到的铸件往往很难具备上述综合性能，通过应用阿可技术处理，零件的表面质量得到了大幅度改善，由于其反应层渗入到零件基体，故永不褪色和剥落，处理后的零件具有乌黑发亮的色泽(见图1、图2处理前后照片)。同时该工艺处理温度低，最高不超过600℃，避免了高温处理带来的变形、裂纹、组织变化等各种问题。处理时间为60~180分钟，如能保证连续生产的话，能耗较低，所以对于任何需解决耐磨擦、耐磨损以及防腐蚀等问题的铸铁零件，阿可技术是性价比十分合理的工艺方法，要远远超越一般气体软氮化工艺，两者对比试验情况如下：

图1 处理前照片 图2 处理后照片

一、 试验方法

试验材料选用QT500球墨铸铁，为便于比较两种表面处理工艺的运用效果，将按图3翻铸的毛坯分成2组，一组为铸态，另一组经880~900℃的正火处理，试样经理化测试、金相分析，符合QT500牌号要求。化学成分见表1，力学性能和金相组织见表2。

两组试样按图3所示尺寸加工，测量并记录相关尺寸，然后分别进行阿可技术和气体软氮化工艺处理。

二、试验结果与分析

两组试样经不同处理工艺前后形状尺寸变化见表3，不同处理工艺硬度及氮化层深度比较见表4，不同处理工艺耐腐蚀性比较见表5。

表3 处理前后试样形状尺寸的变化（mm）

从表3可见：1、在前热处理工艺相同的条件下，采用阿可技术处理的试样其变形量要小于气体软氮化处理的试样；2、前热处理工艺为正火状态的试样表面处理后的变形量要小于铸态试样；3、经阿可技术处理的试样在其直径和厚度方向有0.004~0.005 mm的均匀膨胀，故在机加工时应适当考虑余量补偿。

表4 不同处理工艺硬度及氮化层深度比较

从表4可见：采用阿可技术处理的试样其硬度均匀性及氮化层深度要优于气体软氮化处理的试件。

从表5可见：采用阿可技术处理的试样其耐腐蚀性远优于气体软氮化的试样。 三、结论

阿可技术能完全适用于铸铁件的表面处理,处理后的零件表面耐腐蚀、耐磨损等综合性能大幅度提高,零件同时具备钢材和铸铁件的双重性能,表面光洁,色泽均匀永不褪色,且该工艺对环境无污染,具有较高的社会效益和经济效益，是值得推荐使用的较好工艺。