高强度灰铸铁实用技术两篇,做灰铸铁的朋友请收藏!

         
一、电炉熔炼高强度灰铸铁,做好这几点才能保障质量!

1.高(gao)强(qiang)度合(he)金灰铸铁成分的设计

  以(yi)壳体为例,其(qi)材(cai)质为灰铸铁250,硬度大于200,要求易切削(xue)加工(gong),进行油压试(shi)验不(bu)渗漏,在铸铁中(zhong)添(tian)加微量多(duo)元合(he)金成分(fen),选(xuan)择合(he)理的工(gong)艺参数(shu),使铸件具有一定(ding)的化学(xue)成分(fen)和冷却速度(du),获得(de)理想的金相组织(zhi)(zhi)和力学(xue)性(xing)能。要保证(zheng)力学(xue)性(xing)能,就必须控制好基体组织(zhi)(zhi)和石墨形态

  高强度(du)低合金(jin)化孕育(yu)铸(zhu)(zhu)铁(tie)的成分设计,首(shou)先(xian)要考(kao)虑铁(tie)液碳当(dang)量(liang)与(yu)冷(leng)却速度(du)的影响作用。碳当(dang)量(liang)过高,铸(zhu)(zhu)件厚壁(bi)处(chu)冷(leng)却速度(du)缓慢,铸(zhu)(zhu)件厚壁(bi)处(chu)易(yi)产生(sheng)晶粒粗(cu)大、组织疏松(song),油压(ya)试验易(yi)产生(sheng)渗漏;若碳当(dang)量(liang)过低,铸(zhu)(zhu)件薄(bo)壁(bi)处(chu)易(yi)形(xing)成硬点或局部硬区,导致切削性能变差(cha)。将(jiang)碳当(dang)量(liang)控(kong)制在3.95%~4.05%,即可保证材质(zhi)的(de)力(li)学性能(neng),又接(jie)近共晶点(dian),其铁(tie)(tie)液(ye)的(de)凝固温度范围较(jiao)窄,为铁(tie)(tie)液(ye)实现低温(wen)浇注(zhu)创(chuang)造了(le)条件;而且有(you)利于削除铸(zhu)件的(de)气孔(kong)、缩孔(kong)缺陷。

  其次要考(kao)虑合(he)(he)金(jin)元(yuan)素的作(zuo)用(yong),铬(ge)(ge)(ge)、铜(tong)元(yuan)素在共(gong)(gong)晶转(zhuan)变中,铬(ge)(ge)(ge)阻碍石墨化(hua),促成碳化(hua)物(wu)、促进(jin)白(bai)口;而铜(tong)则促进(jin)石墨化(hua)作(zuo)用(yong),减少断面(mian)白(bai)口。两(liang)元(yuan)素相互作(zuo)用(yong)在一(yi)定程度上得到中和(he)(he),避免在共(gong)(gong)晶转(zhuan)变中产生(sheng)渗碳体而导致铸件薄壁处形成白(bai)口或硬度提高;而在共(gong)(gong)析转(zhuan)变中,铬(ge)(ge)(ge)和(he)(he)铜(tong)都可以起到稳定和(he)(he)细化(hua)珠(zhu)光(guang)体的复合(he)(he)作(zuo)用(yong),但各自的作(zuo)用(yong)又不尽相同。以恰(qia)当比例配合(he)(he),能更(geng)好发挥两(liang)者(zhe)各自的作(zuo)用(yong)。在含铬(ge)(ge)(ge)=0.2%灰铸铁中加入大于2.0%的铜,不仅能促进珠光体(ti)转变,提高并稳(wen)定珠光体(ti)量和细化(hua)珠光体(ti),促进A型石(shi)墨(mo)产生和均化石(shi)墨(mo)形态;还能在铬r小(xiao)于0.2%灰铸铁中提高(gao)铁水的(de)(de)流动性(xing),这(zhei)尤其对(dui)壳体薄壁累铸件(jian)(jian)有利(li)。复合加入(ru)铬(ge)、铜(tong)可使铸件(jian)(jian)致密性(xing)进一步(bu)提高(gao),因此对(dui)于要求耐渗漏的(de)(de)铸件(jian)(jian)。加入(ru)适(shi)量的(de)(de)铬(ge)、铜(tong)、有利(li)于改善材质本身(shen)的(de)(de)致密性(xing),提高(gao)其抗渗漏能(neng)力(li)。

  珠(zhu)光(guang)体(ti)基本(ben)是高强度灰铸(zhu)铁生产中希(xi)望获得(de)的(de)组织,因为(wei)只有(you)以珠(zhu)光(guang)体(ti)为(wei)基础的(de)铸(zhu)铁强度高、耐磨性好。锡能有(you)效增加基体(ti)组织中珠(zhu)光(guang)体(ti)含量(liang),并促进和稳(wen)定(ding)珠(zhu)光(guang)体(ti)形成,J9九游会AG 生产实践的(de)结论(lun)是把锡含量(liang)控制(zhi)在0.7%~0.9.

2.严把原(yuan)辅料(liao)质量关(guan)

  入厂原(yuan)辅材(cai)料须进(jin)行取样分析,做到心中(zhong)有数(shu),不(bu)合格的原(yuan)辅材(cai)料绝不(bu)投入使用。要保证高(gao)质量的原(yuan)铁(tie)液(ye),必(bi)须选用高(gao)碳(tan)、低(di)(di)磷、低(di)(di)硫、低(di)(di)于扰元(yuan)素的生铁(tie);选用纯净的中(zhong)碳(tan)钢,对其所含成(cheng)分铬、钼(mu)、锡、钒、钛(tai)、镍、铜等微量元(yuan)素以化验结果决定取舍(she),对能稳定珠光体的废钢成(cheng)分优先选用。生铁(tie)和废钢必(bi)须经过(guo)除锈处理后方能允许使用,附着油污的要经250度(du)烘烤。

  对铁合(he)金、孕育剂同样采用(yong)定点采购,力求(qiu)成分稳定,块度(du)(粒度(du))合(he)格(ge)。分类堆放,避免受潮。这样的要求(qiu)避免了铸(zhu)铁炉(lu)料(liao)遗传(chuan)性(xing)带来的(de)缺陷。

  使用前的准(zhun)确计量是熔炼合格铁液的质(zhi)量保证(zheng)。特别指出,对(dui)于感应(ying)电炉熔炼、严谨炉料(liao)中混(hun)有密封器皿和易(yi)爆(bao)物。

  (1)坚持把理论(lun)配(pei)料(liao)和实践(jian)经验相结合。无论(lun)采取试算法(fa)还是(shi)图解法(fa),理论(lun)上(shang)计(ji)算的配(pei)料(liao)数据,不能确定(ding)为最终配(pei)比,还要(yao)掌握中频炉熔化过程中元素的变化规律(lv)。如果炉衬属(shu)酸(suan)性材料(liao),铁液温度尽量(liang)控(kong)制在(zai)1500--1550摄氏度范(fan)围内,在(zai)硫i的加入量上只能(neng)取下(xia)限,而碳必须取上线。

  (2)掌(zhang)握各种入炉(lu)(lu)金(jin)属材料(liao)的化学成分(fen)和各元素(su)烧损(sun)与还原规律。对回(hui)炉(lu)(lu)料(liao)进(jin)行分(fen)类(lei)堆放、编(bian)号(hao)记载,提出成分(fen)明(ming)确的严格要求(qiu)。炉(lu)(lu)内(nei)还原的元素(su)在配料(liao)时减去,炉(lu)(lu)内(nei)烧损(sun)的元素(su)配料(liao)时补上。

  (3)合金(jin)元素(su)以一次性配入为原则,除硅(gui)(gui)以外其(qi)它(ta)配料时取(qu)中(zhong)限,合金(jin)(钼、铬、铜、锡等(deng)可在(zai)熔(rong)清扒渣后加(jia)入,在(zai)酸性炉中(zhong)烧(shao)损(sun)极少(shao)。硅(gui)(gui)在(zai)扒渣及孕育时还可以补充。就感应炉熔(rong)炼铸件而言,遵(zun)循(xun)先增碳后加(jia)硅(gui)(gui)的原则。

  (4)对磷(lin)(lin)、硫含量(liang)严格控制,磷(lin)(lin)、硫量(liang)主要(yao)来源于(yu)新(xin)生铁,可以通(tong)过选(xuan)择(ze)炉料将磷(lin)(lin)、硫量(liang)控制在要(yao)求范围(wei)内(nei),所以必须要(yao)使新(xin)生铁的磷(lin)(lin)小于(yu)0.06%,硫小于0.04%,这(zhei)样在(zai)配料计算时(shi)磷、硫量就可以(yi)不于(yu)考虑。

  (5)凡入炉(lu)的所有金属(shu)材料均严(yan)格按(an)照要求准确计(ji)量。

3.中频电炉熔炼的控(kong)制

要根据中频(pin)电炉的(de)冶金特(te)性编制(zhi)(zhi)合(he)理的(de)熔炼工艺,从装料、温度(du)(du)控(kong)制(zhi)(zhi)及(ji)在各(ge)不同(tong)温度(du)(du)下加入(ru)合(he)金、增碳剂、造渣(zha)剂以及(ji)出(chu)铁(tie)温度(du)(du)各(ge)个环(huan)节严(yan)格控(kong)制(zhi)(zhi),力(li)求用最短(duan)的(de)熔炼时间(jian)、最小(xiao)的(de)合(he)金烧损(sun)与氧化,达到控(kong)制(zhi)(zhi)和稳定金相组织,提高铸件质量的(de)目的(de)。

在(zai)生产实践中,J9九游会AG 将整个(ge)熔炼全过程分为(wei)三期温度(du)进行控制。这里所(suo)谓的三期(qi)温度(du)指:熔清温度(du)、扒渣温度(du)和(he)出(chu)铁温度(du)。

熔清(qing)温(wen)度:即取(qu)样温(wen)度以前(qian)的熔化(hua)(hua)期,决(jue)定着(zhe)合(he)金(jin)元素的吸(xi)收与化(hua)(hua)学成分(fen)的平衡(heng),因此要避免(mian)高温(wen)熔化(hua)(hua)加料(liao),避免(mian)搭棚结壳。否则铁(tie)液处于沸腾或高温状态、碳元素烧(shao)损加剧,硅元素不断(duan)在还(hai)原,铁(tie)液氧化(hua)加剧杂质增加,按工(gong)艺(yi)要(yao)求(qiu)熔化(hua)温度控(kong)制在1360摄(she)氏度以下,取样(yang)温度控(kong)制在1420摄氏(shi)度左右(you)。取样(yang)温度低了存在铁合金未熔化(hua)(hua)完(wan),取的试(shi)样(yang)化(hua)(hua)学成(cheng)分势必无代表性;温度(du)过高,合金烧损或(huo)还(hai)原,还(hai)会(hui)影响(xiang)到精练期(qi)的成分调整(zheng)。取样后应(ying)控制中(zhong)频炉(lu)功率。在炉(lu)前质量管理(li)仪对化学(xue)成分显示出结果后恰好进(jin)入(ru)到扒渣温度(du)。

  扒渣温(wen)度扒(ba)渣温(wen)度是决定铁(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)质量的重(zhong)要环(huan)节,因为(wei)它与成分稳定、孕育处理(li)的效果(guo)密切相(xiang)关,并直(zhi)接影(ying)响到出铁(tie)(tie)(tie)温(wen)度的控(kong)制(zhi)。扒(ba)渣温(wen)度过(guo)高加剧铁(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)石(shi)墨晶(jing)(jing)核烧损和(he)硅的还原,特别对(dui)酸性炉(lu)衬,理(li)论(lun)上铁(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)含硅偏高后将产生排碳(tan)作用,影(ying)响按(an)温(wen)度系(xi)结晶(jing)(jing),存(cun)在着产生反白口的倾向;若(ruo)温(wen)度过(guo)低,铁(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)长时(shi)间(jian)被裸露,碳(tan)、硅烧损严(yan)重(zhong)。再次(ci)调整(zheng)成分时(shi),不仅延长熔(rong)炼时(shi)间(jian)使铁(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)过(guo)热(re),而(er)且易使成分失控(kong),增大铁(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)的过(guo)冷(leng)度,使正常结晶(jing)(jing)受到破坏。

  出铁(tie)温度:为(wei)保证浇注和孕(yun)育的最佳温度,J9九游会AG 一般控制在15201550摄氏度(du)(du)。出铁(tie)温度(du)(du)的(de)高(gao)和低都会对铸铁(tie)的(de)结(jie)晶和孕育效果带来影响,如(ru)果温度(du)(du)过(guo)高(gao),如(ru)超过(guo)工(gong)艺规定(ding)温度(du)(du)30℃以上,尽管炉前快速(su)分析碳、硅也适(shi)中,但试(shi)浇(jiao)三角试(shi)片白口深度会过大或中(zhong)心部位显(xian)现(xian)麻口。出现(xian)此种情况(kuang)即(ji)使采取措(cuo)施向炉内(nei)补加碳增大孕育量,笔(bi)者的实践经验是效果(guo)欠佳,且需在调(diao)低中(zhong)频功率后,进行炉内(nei)降温处(chu)理,即(ji)向炉内(nei)加入(ru)铁液总量10%-15%经过(guo)烘烤的新生铁,这(zhei)样试(shi)片断口(kou)心部麻口(kou)就转为(wei)灰(hui)口(kou),顶尖(jian)的白口(kou)深(shen)度变小(xiao)。若持续高温(wen)时间(jian)较长,采取如上方法后,仍须(xu)履行(xing)炉内补碳措施。出铁温(wen)度按浇注温(wen)度控制,壳体类铸铁件合适(shi)的浇注温(wen)度为(wei)(1440摄氏度左右,能够(gou)实现高(gao)温出铁,适温浇注,严(yan)格掌握(wo)和控制住当(dang)然最好。因(yin)为出铁(tie)温度低将导致(zhi)浇注温度低于1380摄氏度(du),既不利于脱硫、除气,而且特别影响孕育处理(li)效(xiao)果。随着温度(du)的降低(di),冷隔、轮廓不清(qing)晰等问题明显增加(jia)。

4.铁液的(de)孕育处理

  对生(sheng)产(chan)壳体用灰铸铁(tie)250进行孕育处理(li),以提(ti)高(gao)材质的(de)耐(nai)磨性(xing),使铸(zhu)件的(de)组(zu)织和性(xing)能得以明显改(gai)善,显著提(ti)高(gao)各断面(mian)(mian)上的(de)硬度(du)值,而且要在(zai)稳(wen)定厚(hou)断面(mian)(mian)上的(de)珠光体量方面(mian)(mian)有相同作用,还可改(gai)善其壁厚(hou)的(de)敏感性(xing)和铸(zhu)件在(zai)机械加(jia)工时(shi)良好的(de)切削性(xing)能,尤其是对防(fang)止壳体铸(zhu)件的(de)疏松、渗漏有特殊(shu)作用。

孕(yun)(yun)育(yu)剂的加入量依(yi)生产壳体铸(zhu)件的壁(bi)厚(hou)(hou)、化学成分和浇注温度等因素确定,以壁(bi)厚(hou)(hou)处不出现(xian)(xian)疏松、渗(shen)漏,壁(bi)厚(hou)(hou)处不出现(xian)(xian)硬区为原则。生产实践(jian)表明,锶、钡、钙(gai)、硅、铁孕(yun)(yun)育(yu)剂是(shi)提高强度灰铸(zhu)铁最为理想的孕(yun)(yun)育(yu)剂,此种(zhong)孕(yun)(yun)育(yu)剂发挥钡的抗衰(shuai)退能(neng)力(li)及提高A型石墨占有率,锶(si)的(de)特强消除白口能力(li),钙和硅所起的(de)辅助孕(yun)育(yu)和渗透(tou)作用。这种强度(du)组合的(de)孕(yun)育(yu)剂,是生产高强度(du)铸铁孕(yun)育(yu)处(chu)理中较为理想的(de)选择(ze)。

  孕(yun)育次数与孕(yun)育效果的(de)关系,随孕(yun)育次数增加,铸铁(tie)内部石墨分布均匀(yun)程(cheng)度改善,A型石(shi)墨占有(you)率和石(shi)墨长度(du)区别较(jiao)大,经两次以上孕育(yu)的A型(xing)石墨(mo)占有率(lv)高,分布均匀,长度(du)适中(zhong)。更重要的是(shi)多(duo)次孕(yun)育(yu)促使非自发晶核(he)数量(liang)增多(duo),强(qiang)化(hua)了基(ji)体,从而(er)提高并稳定(ding)了铸铁的强(qiang)度(du)。

  经(jing)随流复合(he)孕(yun)育处理(li),并(bing)以(yi)漏斗式(shi)孕(yun)育包(bao)用硅(gui)钡(bei)铁+75硅铁(tie)孕育后(hou)(hou)(hou),避免铁(tie)液随流孕育滞后(hou)(hou)(hou)于浇注是控制孕育效果的(de)关键。孕育处理后(hou)(hou)(hou)的(de)铁(tie)液应在(zai)限定时(shi)间内浇注完毕(bi),一般(ban)不超过8分钟,包内(nei)二(er)次孕育(yu)35分(fen)钟孕育效(xiao)果(guo)最佳。硅钡孕育剂可(ke)消除(chu)灰(hui)铁250的白口,改善其石(shi)墨(mo)形状、分(fen)布、消除(chu)E、D型过冷(leng)石(shi)墨(mo)。因(yin)为E型石(shi)墨(mo)和铁素体组织,将(jiang)使材质致密(mi)性(xing)降低(di),严(yan)重(zhong)恶化抗渗漏性(xing)能。

5,其抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)均(jun)达(da)到灰铁250以上,试棒硬(ying)度(du)达(da)到190~230,壳体(ti)(ti)本体(ti)(ti)解剖,硬(ying)度(du)在190左右(you),铸件的(de)品(pin)质(zhi)系数显著提高,金相组织达(da)到国外(wai)样机壳体(ti)(ti)铸造水平(ping),珠光体(ti)(ti)为85%~90%,满(man)足了变速器壳体(ti)(ti)的(de)强(qiang)度(du)要(yao)求(qiu),其力学(xue)性能达(da)到国外(wai)同类机型材质(zhi)要(yao)求(qiu)

二、生产高强度灰铸铁件的工艺措施

近年(nian)来,很多单位研究并(bing)发展了适(shi)应具体生(sheng)产(chan)条件和不(bu)同(tong)铸件要求(包括薄壁高(gao)强度(du)灰铸铁件)的(de)(de)高(gao)强度(du)灰铁的(de)(de)生(sheng)产(chan)方(fang)法,归纳起来,有以下(xia)四种。

1、强化孕育铸铁 :

炉(lu)料中(zhong)加(jia)入(ru)较多的(de)废钢,采(cai)用(yong)优质铸造(zao)焦,以(yi)得(de)到出炉(lu)温(wen)度大于1500℃和(he)高(gao)碳(tan)当量(liang)的(de)铁(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui),用(yong)高(gao)效(xiao)孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)剂强(qiang)化(hua)孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)从而得(de)到高(gao)强(qiang)度灰铸铁(tie)(tie)(tie)。过去生(sheng)产孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)铸铁(tie)(tie)(tie)依(yi)靠(kao)加(jia)入(ru)较多废钢,降低碳(tan)量(liang)来提(ti)高(gao)强(qiang)度,但这种方法工艺性能不(bu)好,白口倾向大,尤其是(shi)对薄壁(bi)铸件(最小壁(bi)厚3~10mm)。近(jin)代高(gao)强(qiang)度孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)铸铁(tie)(tie)(tie)不(bu)用(yong)这种方法,靠(kao)高(gao)效(xiao)孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)剂来强(qiang)化(hua)孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu),提(ti)高(gao)性能。一般的(de)方法是(shi):碳(tan)当量(liang)在3.9~4.1%左(zuo)右(you),温(wen)度1480℃左(zuo)右(you),要求铁(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)氧化(hua)少(shao),采(cai)用(yong)Si-Ca、Cr-Si-Ca、Re-Ca-Ba、Si-Ca、Si-Fe复合、稀土复合等高(gao)效(xiao)孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)剂,进(jin)行孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)处理(li)。例如某(mou)厂5吨冲天炉(lu),利用(yong)铸造(zao)焦,炉(lu)料中(zhong)加(jia)入(ru)40%以(yi)上废钢,总(zong)焦比为(wei)7时(shi),铁(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)温(wen)度1520℃~1540℃,炉(lu)渣中(zhong)氧化(hua)铁(tie)(tie)(tie)含(han)量(liang)低(1.8~3.0%)。经特种孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)剂孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)处理(li),当碳(tan)当量(liang)为(wei)4.28%时(shi),试棒抗(kang)拉强(qiang)度可达250MPa,相(xiang)对强(qiang)度RG=1.28,HB229,珠光体含(han)量(liang)大于98%。又如某(mou)单位(wei)通过提(ti)高(gao)铁(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)过热温(wen)度,然后(hou)采(cai)用(yong)Re-Ca-Ba孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)剂对铁(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)进(jin)行孕(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)处理(li),烧注(zhu)一批(pi)缸盖铸件,当碳(tan)当量(liang)为(wei)3.9~4.05%时(shi),抗(kang)拉强(qiang)度285~304MPa,相(xiang)对强(qiang)度RG=1.1~1.21,石墨形(xing)态好,加(jia)工后(hou)水(shui)(shui)压(ya)试验没(mei)发现缩(suo)松(song)和(he)漏水(shui)(shui)现象。  

2、合成铸铁(tie)

所谓(wei)合成(cheng)铸(zhu)(zhu)铁(tie)(tie)工艺,就是用(yong)感(gan)应电炉熔炼,炉料中用(yong)50%以上的废(fei)钢,其余为回炉铁(tie)(tie)和(he)铁(tie)(tie)屑(xie),经(jing)增碳处理得(de)到的铁(tie)(tie)液。这(zhei)种(zhong)方法的优(you)点是:(1)炉科采用(yong)大量(liang)废(fei)钢,不(bu)用(yong)生铁(tie)(tie),降低了铸(zhu)(zhu)铁(tie)(tie)成(cheng)本;(2)可(ke)获(huo)得(de)含(han)磷量(liang)低的铁(tie)(tie)水,减少(shao)磷量(liang)对缸体、缸盖等薄壁高强度(du)灰铁(tie)(tie)缩(suo)松和(he)渗漏缺陷的影(ying)响(xiang);(3)可(ke)避(bi)免生铁(tie)(tie)遗传性影(ying)响(xiang),铸(zhu)(zhu)铁(tie)(tie)石墨形态好,珠光体含(han)量(liang)高,机械性能(neng)好,在同样(yang)当量(liang)时强度(du)可(ke)比冲(chong)天炉铸(zhu)(zhu)铁(tie)(tie)提高1~2个牌号。

利用(yong)合成(cheng)铸铁(tie)工艺(yi)熔(rong)炼高强度灰铸铁(tie)生产(chan)缸(gang)体(ti)(ti),效果(guo)很(hen)好,生产(chan)结果(guo)表(biao)明:(1)采用(yong)合成(cheng)铸铁(tie)熔(rong)炼工艺(yi)浇注(zhu)的缸(gang)体(ti)(ti)机械性能高,当(dang)(dang)碳当(dang)(dang)量为4.0%时,抗拉强度大于250MPa,比冲天炉熔(rong)炼提(ti)高一个牌号;(2)铁(tie)水断面敏感性小,缸(gang)体(ti)(ti)不同厚度断面及阶梯(ti)试(shi)块断面硬度分布均(jun)匀;(3)铸铁(tie)含磷量低(di),含杂质少(shao),克服铸件渗漏(lou)缺(que)陷;(4)成(cheng)本低(di);(5)熔(rong)炼工艺(yi)简(jian)单易(yi)行,容易(yi)撑握。

3、低合金化(hua)孕育铸铁(tie)  

调(diao)整(zheng)原铁(tie)水的(de)化学成(cheng)份使其达到(dao)较(jiao)(jiao)高(gao)碳(tan)当量(liang)(liang)(liang),在炉内(nei)(或包(bao)内(nei))加(jia)入少量(liang)(liang)(liang)铬(ge)、铜、钼等合(he)金(jin)(jin)元素,获(huo)得(de)(de)高(gao)温低合(he)金(jin)(jin)化铁(tie)水,再经(jing)孕育(yu)处理,得(de)(de)到(dao)石墨细小(xiao)、珠(zhu)光体含量(liang)(liang)(liang)高(gao)、片间距小(xiao)的(de)组(zu)织(zhi),从而获(huo)得(de)(de)高(gao)强度铸铁(tie)。用这种方法生产高(gao)强度灰铸铁(tie),国外用得(de)(de)较(jiao)(jiao)广泛,效(xiao)果比(bi)较(jiao)(jiao)稳定,合(he)金(jin)(jin)元素多是Cu,Cr、Mo、Ni等。其最大优(you)点是可使缸体、缸盖薄壁(bi)部分的(de)基体组(zu)织(zhi)得(de)(de)到(dao)95%以上珠(zhu)光体,硬度差小(xiao)。

某(mou)些单位用0.3~0.7%Cr,瞬时孕(yun)育,控(kong)制铬/硅比值(zhi),解决了缸(gang)体、缸(gang)盖的(de)生产问题。

4、调(diao)整(zheng)铸铁(tie)常规化学成份(fen)及比(bi)例,获得高强度、低应力(li)灰铸铁(tie)  在(zai)碳当量保持不变的情(qing)况下,适当提(ti)高Si/C比(bi)值是提(ti)高机(ji)床铸件强度和刚度重要(yao)途经之一。

通过调整化(hua)学成份,特别是改变硅/碳比(bi)值(zhi),使Si/C在0.5~0.9,再加上适当的孕育(yu)和合金化(hua),可以(yi)获得具有良(liang)好综(zong)合性(xing)能的高强度灰铸铁件。 

有(you)关(guan)硅/碳比(bi)值(zhi)的规律是:

(1)在(zai)相(xiang)同碳当量(liang)下,Si/C比值高(gao),抗(kang)拉强度可提高(gao)30~60MPa,相(xiang)对强度高(gao),相(xiang)对硬度低,弹性性能好;

(2)在相同碳当量下,Si/C比值增加(jia),残余应力有除(chu)低趋势,应力倾(qing)向也较小;

(3)提(ti)高Si/C比(bi)值,白口倾向小,断面敏感性小,而对铁水流动性,线收缩率无(wu)影响。  

调整锰、硅含量(liang)(liang),使(shi)含Mn量(liang)(liang)比含Si量(liang)(liang)高0.2~1.3%以上,得到(dao)另一种(zhong)高强(qiang)度低应力铸(zhu)(zhu)铁(tie)。灰铸(zhu)(zhu)铁(tie)含Mn在(zai)(zai)(zai)1.5~3.0%范围内,提高含Mn量(liang)(liang),尤其是当(dang)Mn量(liang)(liang)大于Si量(liang)(liang)后,能(neng)显著细(xi)化(hua)共晶团,易于获(huo)得D、E型(xing)石墨和(he)细(xi)珠光体基(ji)体。另外(wai),控制灰铸(zhu)(zhu)铁(tie)中(zhong)Mn、Si差(cha)值(zhi)和(he)Mn的(de)绝(jue)对值(zhi),使(shi)Mn、Si差(cha)值(zhi)在(zai)(zai)(zai)0~0.5%,Mn大于2%,还可以在(zai)(zai)(zai)灰铸(zhu)(zhu)铁(tie)中(zhong)得到(dao)不同类型(xing)的(de)硬(ying)化(hua)相(xiang)。因此,控制Mn、、Si差(cha)值(zhi)和(he)Mn绝(jue)对值(zhi),就(jiu)能(neng)获(huo)得机械性能(neng)高,硬(ying)度均匀,耐(nai)压(ya)致(zhi)密性好和(he)耐(nai)磨(mo)性能(neng)好的(de)高强(qiang)度灰铸(zhu)(zhu)铁(tie)。这种(zhong)高锰灰铸(zhu)(zhu)件(jian)在(zai)(zai)(zai)郑州纺织机械厂以及机床、缸套、液压(ya)件(jian)三(san)个(ge)行业部分厂中(zhong)生产,取得较好的(de)效(xiao)果。Mn=1.7S+0.3% (为保证硫完全被锰结合)。

如何减小高强度灰铸铁的收缩倾向

高(gao)(gao)强(qiang)度与收(shou)(shou)缩一(yi)直是一(yi)对矛盾(dun),生产(chan)高(gao)(gao)强(qiang)度的铸件,收(shou)(shou)缩倾(qing)向(xiang)大(da),收(shou)(shou)缩问题(ti)如果不(bu)能很好解决(jue),应付(fu)产(chan)生大(da)量(liang)的收(shou)(shou)缩废品缺(que)陷(xian)。解决(jue)材料的收(shou)(shou)缩问题(ti),总(zong)的原则是要有较高(gao)(gao)的碳(tan)硅(gui)(gui)当(dang)(dang)量(liang)。高(gao)(gao)碳(tan)硅(gui)(gui)当(dang)(dang)量(liang)加合金化的工艺比(bi)低碳(tan)硅(gui)(gui)当(dang)(dang)量(liang)少加合金的工艺收(shou)(shou)缩倾(qing)向(xiang)小(xiao),因此,应当(dang)(dang)在选择高(gao)(gao)碳(tan)硅(gui)(gui)量(liang)前提(ti)下(xia),开发提(ti)高(gao)(gao)性能的新技术减少收(shou)(shou)缩具(ju)体的措(cuo)施可以从以下(xia)方(fang)面考虑:

 ⑴促进石墨(mo)化(hua)的(de)工(gong)艺措施(shi)是减(jian)少铁(tie)液收缩的(de)最好措施(shi)。

电(dian)炉熔(rong)炼:增(zeng)碳技(ji)(ji)术(shu)的(de)(de)应用(yong)是解决铁(tie)液收缩的(de)(de)关键技(ji)(ji)术(shu)。由于铁(tie)液凝固过(guo)程中的(de)(de)石墨析出产生石墨化(hua)膨胀作(zuo)用(yong),良好的(de)(de)石墨化(hua)会减(jian)少(shao)铁(tie)液的(de)(de)收缩倾向,因此,增(zeng)碳技(ji)(ji)术(shu)是最好的(de)(de)工艺。

由于(yu)加入增(zeng)(zeng)碳剂提高了铁(tie)液(ye)的(de)(de)石(shi)墨化(hua)能力,因此(ci),采用(yong)全废钢熔(rong)炼加增(zeng)(zeng)碳剂的(de)(de)工艺(yi),铁(tie)液(ye)的(de)(de)收缩倾向反而(er)更小。这是非(fei)常重要(yao)的(de)(de)一个(ge)观念转变,传(chuan)统的(de)(de)观念是认为多加废钢会增(zeng)(zeng)大铁(tie)液(ye)的(de)(de)收缩倾向,这样J9九游会AG 就(jiu)容易走(zou)入一个(ge)误区,不(bu)愿意多用(yong)废钢,而(er)喜欢多用(yong)一些生(sheng)铁(tie)。

多用(yong)(yong)生铁(tie)的(de)(de)(de)缺点(dian)是:生铁(tie)中(zhong)有许多粗(cu)(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)过(guo)(guo)共晶石(shi)墨(mo)(mo),这种粗(cu)(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)具有遗(yi)传性,如果低(di)温熔炼,粗(cu)(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)难以(yi)消(xiao)除(chu),粗(cu)(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)从(cong)液态遗(yi)传到(dao)了固(gu)(gu)态,使凝固(gu)(gu)过(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)本来由于石(shi)墨(mo)(mo)析(xi)出(chu)应(ying)该产生的(de)(de)(de)膨胀作用(yong)(yong)削弱,因此使铁(tie)液凝固(gu)(gu)过(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)收缩(suo)倾向增大(da)(da)(da),粗(cu)(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)又(you)必然(ran)降低(di)了材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)性能。因此,与用(yong)(yong)废(fei)钢增碳(tan)工艺(yi)相比,大(da)(da)(da)量用(yong)(yong)生铁(tie)的(de)(de)(de)缺点(dian)就(jiu)是:

①强度性(xing)能低。同样(yang)成分(fen)做过对比试验(yan),性(xing)能低半个排号。

②收缩倾(qing)向大。同样条件(jian)下,比废钢(gang)增碳工艺收缩大。

对于电炉熔(rong)炼,增碳(tan)(tan)技术的(de)核心是使用(yong)(yong)高品质(zhi)(zhi)的(de)增碳(tan)(tan)剂(ji)(ji)(ji)。采用(yong)(yong)废钢增碳(tan)(tan)工(gong)艺,增碳(tan)(tan)剂(ji)(ji)(ji)就成为(wei)增碳(tan)(tan)工(gong)艺中最重要的(de)环节。增碳(tan)(tan)剂(ji)(ji)(ji)质(zhi)(zhi)量的(de)好(hao)坏决(jue)定了(le)铁液(ye)质(zhi)(zhi)量的(de)好(hao)坏,增碳(tan)(tan)工(gong)艺能(neng)否获得好(hao)的(de)石墨化效果,减少铁液(ye)收缩,主(zhu)要取(qu)决(jue)于增碳(tan)(tan)剂(ji)(ji)(ji):

①增碳剂一定要(yao)选用经过高温石(shi)墨(mo)化处理的(de)增碳剂。。

只有(you)经过高温(wen)石墨(mo)(mo)化处理,碳原子才(cai)能(neng)从原来的无序(xu)排(pai)列变(bian)成(cheng)(cheng)片(pian)状排(pai)列,片(pian)状石墨(mo)(mo)才(cai)能(neng)成(cheng)(cheng)为石墨(mo)(mo)形核的最好核心,促进(jin)石墨(mo)(mo)化。

②好的增碳(tan)剂含硫都(dou)非(fei)常低,w(S)小于0.03%是(shi)一个重(zhong)要的指标。

对于(yu)冲天炉熔炼(lian):高(gao)温(wen)熔炼(lian)是最关(guan)键(jian)的技术(shu)指标,高(gao)温(wen)熔炼(lian)可以(yi)有效(xiao)消除生(sheng)铁(tie)粗大石(shi)墨(mo)(mo)(mo)的遗传性。高(gao)温(wen)熔炼(lian)可以(yi)提高(gao)渗碳(tan)率,减少配料(liao)(liao)中的生(sheng)铁(tie)加入量。以(yi)渗碳(tan)方式(shi)获得的碳(tan)活性好,要比多加生(sheng)铁(tie)带来的碳(tan)有更(geng)好的石(shi)墨(mo)(mo)(mo)化作用,反映在铸件上,就是石(shi)墨(mo)(mo)(mo)的形(xing)态(tai)更(geng)好,分(fen)布更(geng)均匀。石(shi)墨(mo)(mo)(mo)的形(xing)态(tai)好,就会(hui)提高(gao)材料(liao)(liao)的性能,包括切削性能,而石(shi)墨(mo)(mo)(mo)化效(xiao)果好,就能减少铁(tie)液的收缩倾(qing)向。

⑵提高(gao)原铁液的硅量,控制孕育(yu)量。

灰铸铁(tie)(tie)中的硅一(yi)部分是原铁(tie)(tie)液中的硅,一(yi)部分是孕育带入的硅。

许多(duo)人喜欢原铁(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)中的(de)硅(gui)低点,然后用很大(da)的(de)孕(yun)(yun)育量(liang)(liang)孕(yun)(yun)育,这种做法(fa)并(bing)不(bu)(bu)科学:大(da)量(liang)(liang)的(de)孕(yun)(yun)育是(shi)不(bu)(bu)可取的(de),这会增(zeng)大(da)收缩(suo)倾(qing)向。孕(yun)(yun)育是(shi)为了(le)增(zeng)加结晶核心(xin)的(de)数(shu)量(liang)(liang),促进石墨(mo)化(hua)(hua),少(shao)(shao)量(liang)(liang)的(de)孕(yun)(yun)育(0.2%~0.4%)就可以达到这个目的(de)。从工艺控(kong)制(zhi)来说,孕(yun)(yun)育量(liang)(liang)应该相应稳定,不(bu)(bu)能(neng)有(you)过大(da)的(de)变化(hua)(hua)。这就要(yao)求原铁(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)硅(gui)量(liang)(liang)也要(yao)相应稳定。提(ti)高(gao)原铁(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)硅(gui)量(liang)(liang),既可以减少(shao)(shao)白口和收缩(suo)倾(qing)向,又(you)能(neng)发(fa)挥硅(gui)固溶(rong)强(qiang)化(hua)(hua)基体的(de)作用,性能(neng)反(fan)而不(bu)(bu)降(jiang)低。目前比较科学的(de)做法(fa)是(shi)提(ti)高(gao)灰铸(zhu)铁(tie)(tie)原铁(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)含硅(gui)量(liang)(liang),孕(yun)(yun)育量(liang)(liang)控(kong)制(zhi)在0.3%左右(you),这样可以发(fa)挥硅(gui)的(de)固溶(rong)强(qiang)化(hua)(hua)作用,对提(ti)高(gao)强(qiang)度有(you)利(li),也对减少(shao)(shao)铸(zhu)件收缩(suo)有(you)利(li)。

⑶合(he)金(jin)化的方法(fa)对(dui)铁液收缩(suo)有很大影响。

合金化(hua)能有效提(ti)高(gao)铸铁(tie)的性能,J9九游会AG 常用的合金元素(su)是铬、钼(mu)、铜、锡、镍(nie)。

铬(ge):铬(ge)能有效(xiao)地提高灰(hui)铸(zhu)铁(tie)的(de)性能,随(sui)着加(jia)(jia)(jia)入(ru)量的(de)增加(jia)(jia)(jia),性能会一直提高。铬(ge)的(de)白(bai)(bai)口倾(qing)向比(bi)较(jiao)大(da)(da),这是大(da)(da)家最顾忌的(de)问题。加(jia)(jia)(jia)入(ru)量太大(da)(da),会出现(xian)碳化物。至于铬(ge)量的(de)上限(xian)如何(he)控(kong)制,不同(tong)的(de)加(jia)(jia)(jia)铬(ge)工艺,上限(xian)有所(suo)不同(tong),如果铬(ge)加(jia)(jia)(jia)入(ru)到原(yuan)铁(tie)液中,其上限(xian)不要超过0.35%,提高原(yuan)铁(tie)液中的(de)铬(ge)量会使铁(tie)液白(bai)(bai)口倾(qing)向和(he)收缩倾(qing)向加(jia)(jia)(jia)大(da)(da),非常有害。

另一(yi)种(zhong)(zhong)加(jia)(jia)铬(ge)(ge)的(de)工(gong)艺不是提(ti)高原(yuan)铁(tie)液铬(ge)(ge),而是将铬(ge)(ge)加(jia)(jia)入(ru)到(dao)铁(tie)液包(bao)中,用冲(chong)入(ru)法冲(chong)入(ru),这(zhei)种(zhong)(zhong)工(gong)艺会大(da)大(da)减少(shao)铁(tie)液的(de)白(bai)口和收缩(suo)倾(qing)向,同前一(yi)种(zhong)(zhong)工(gong)艺相比,同样(yang)的(de)铬(ge)(ge)量,白(bai)口和收缩(suo)倾(qing)向会减少(shao)一(yi)半(ban)以(yi)上(shang),这(zhei)种(zhong)(zhong)加(jia)(jia)铬(ge)(ge)方式,铬(ge)(ge)的(de)上(shang)限可以(yi)控(kong)制到(dao)0.45%。

钼(mu):钼(mu)的特性与(yu)铬非常相似(si),不(bu)再作具体描述。由(you)于钼(mu)的价格昂贵,加(jia)钼(mu)会大幅(fu)度(du)增加(jia)成(cheng)本。因此,应尽可能少加(jia)钼(mu),多加(jia)一(yi)些铬。

用冲入法加铬(ge)、加钼是减少合金化(hua)收缩(suo)的有效措施。

⑷铁液浇注温(wen)度对收缩(suo)的影(ying)响。

温度(du)高铁(tie)液(ye)收(shou)缩(suo)倾向(xiang)大,这是大家都有的(de)(de)经验。要(yao)(yao)控(kong)制(zhi)(zhi)浇注温度(du)在(zai)合理的(de)(de)范围内是非常重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de),浇注温度(du)如果(guo)高于工艺规定的(de)(de)合理的(de)(de)温度(du)20~30℃,收(shou)缩(suo)倾向(xiang)就会大幅增加(jia)。生产(chan)中要(yao)(yao)注意这样一种现象,没有自(zi)动保温功(gong)能的(de)(de)电(dian)炉,可(ke)能会使铁(tie)液(ye)温度(du)升高,第(di)(di)一包(bao)铁(tie)液(ye)的(de)(de)浇注温度(du)会低一些,随后(hou)温度(du)会越来越高,如果(guo)不(bu)加(jia)以(yi)控(kong)制(zhi)(zhi),就有可(ke)能产(chan)生收(shou)缩(suo)废品。生产(chan)中第(di)(di)一包(bao)铁(tie)液(ye)要(yao)(yao)烫包(bao),烫好(hao)的(de)(de)包(bao)再用,而且第(di)(di)一包(bao)铁(tie)液(ye)浇注温度(du)要(yao)(yao)控(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)下(xia)限,不(bu)要(yao)(yao)在(zai)上限,防止温度(du)不(bu)断升高。电(dian)炉熔炼控(kong)制(zhi)(zhi)好(hao)浇注温度(du),是防止铸件产(chan)生收(shou)缩(suo)废品的(de)(de)关(guan)键措施。

⑸铁液氧(yang)化(hua)倾向不容忽(hu)略:氧(yang)化(hua)大、收缩大。

铁(tie)(tie)(tie)液(ye)氧(yang)化(hua)(hua)倾向(xiang)(xiang)大(da)(da)是非常有害的(de),也(ye)会(hui)增大(da)(da)收(shou)缩(suo)倾向(xiang)(xiang)。为了降(jiang)低(di)(di)铁(tie)(tie)(tie)液(ye)氧(yang)化(hua)(hua),冲天炉(lu)熔炼(lian)就(jiu)要实现(xian)快速熔炼(lian)。现(xian)在国外的(de)先(xian)进(jin)电(dian)炉(lu)熔炼(lian)技术(shu)可(ke)以做到加(jia)入的(de)铁(tie)(tie)(tie)料在几(ji)分钟内快速熔化(hua)(hua),大(da)(da)大(da)(da)缩(suo)短了铁(tie)(tie)(tie)料在高(gao)温(wen)氧(yang)化(hua)(hua)阶段(duan)的(de)时间,氧(yang)化(hua)(hua)倾向(xiang)(xiang)大(da)(da)幅(fu)降(jiang)低(di)(di),同时由于(yu)电(dian)炉(lu)增碳技术(shu)的(de)应用(yong),使铁(tie)(tie)(tie)液(ye)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)进(jin)一步降(jiang)低(di)(di),所(suo)以电(dian)炉(lu)熔炼(lian)也(ye)可(ke)以生产出低(di)(di)氧(yang)化(hua)(hua)、低(di)(di)收(shou)缩(suo)的(de)铁(tie)(tie)(tie)液(ye)。只要严格控制好浇注温(wen)度,用(yong)电(dian)炉(lu)熔炼(lian)生产复(fu)杂的(de)缸(gang)体、缸(gang)盖铸(zhu)件也(ye)很有优势(shi)