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，裝在高速運轉的齒輪兩端起軸承支撐作用。它必須有足夠的強度和良好的耐磨性。為了保證零件的性能要求，我廠采用非標準鋁錫合金，Cu的作用是強化基體。Sn可形成較軟的低熔點Al-Sn共晶體，增加耐磨性。原熱處理工藝為515℃固溶6h水冷，180℃時效8h空冷。這種工藝存在兩個問題：

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

　　(2)工藝生產時間長，達16h之多，生產效率低，能耗大。

　　由金相觀察和力學性能試驗數據可以看出，250℃×7h處理工藝比較理想。Al-Sn共晶體呈斷網狀沿晶界分布，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，是因為該合金含Cu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。

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