做高強度灰鑄鐵鑄鐵平板需要注意收縮性的問題
2018年04月06日
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電(dian)爐(lu)熔煉：增碳(tan)技(ji)術的(de)(de)(de)應用(yong)是解(jie)決鐵液(ye)收縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)關鍵(jian)技(ji)術。由于鐵液(ye)凝(ning)固(gu)過程中的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)析(xi)出(chu)產生石(shi)墨(mo)化(hua)膨脹作用(yong)，良好的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)化(hua)會減少鐵液(ye)的(de)(de)(de)收縮(suo)(suo)傾向(xiang)，因(yin)此，增碳(tan)技(ji)術是好的(de)(de)(de)工藝。
由(you)于加(jia)入增碳(tan)劑提高了(le)鐵(tie)液(ye)的(de)石墨(mo)化能力，因(yin)此，采(cai)用全廢鋼(gang)熔煉(lian)加(jia)增碳(tan)劑的(de)工藝，鐵(tie)液(ye)的(de)收(shou)縮傾向(xiang)反而 小(xiao)。這是(shi) 重要的(de)一個(ge)(ge)觀念轉變，傳統(tong)的(de)觀念是(shi)認為多(duo)加(jia)廢鋼(gang)會zengda鐵(tie)液(ye)的(de)收(shou)縮傾向(xiang)，這樣我們 容易走入一個(ge)(ge)誤區，不(bu)愿意多(duo)用廢鋼(gang)，而喜(xi)歡多(duo)用一些生鐵(tie)。
多用(yong)生鐵的(de)(de)缺(que)點是：生鐵中有許多粗(cu)大(da)(da)的(de)(de)過(guo)共晶石(shi)(shi)墨，這種粗(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)墨具(ju)有遺傳性，如(ru)果低(di)溫熔(rong)煉，粗(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)墨難以xiaochu，粗(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)墨從液態遺傳到了固態，使凝固過(guo)程中本(ben)來由于石(shi)(shi)墨析(xi)出應該產生的(de)(de)膨脹作用(yong)削弱，因此使鐵液凝固過(guo)程中的(de)(de)收縮傾向zengda，粗(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)墨又然降低(di)了材料的(de)(de)性能(neng)。
(2)提高(gao)鑄鐵平板原鐵液的硅量，控(kong)制孕育
灰鑄鐵中(zhong)的硅(gui)一部分(fen)是原鐵液中(zhong)的硅(gui)，一部分(fen)是孕育帶入的硅(gui)。
許(xu)多人喜歡原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)中的(de)(de)硅低點，然(ran)后用(yong)很大的(de)(de)孕育(yu)(yu)量(liang)孕育(yu)(yu)，這(zhe)(zhe)種(zhong)做法(fa)并不(bu)科(ke)學：大量(liang)的(de)(de)孕育(yu)(yu)是不(bu)可取的(de)(de)，這(zhe)(zhe)會zengda收縮(suo)(suo)傾向。孕育(yu)(yu)是為(wei)了增加(jia)結晶核心的(de)(de)數量(liang)，cujin石墨化(hua)(hua)，少(shao)(shao)量(liang)的(de)(de)孕育(yu)(yu)（0.2～0.4） 可以達到(dao)這(zhe)(zhe)個目的(de)(de)。從工(gong)藝控制來說(shuo)，孕育(yu)(yu)量(liang)應該相(xiang)應穩(wen)定，不(bu)能(neng)有過大的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)。這(zhe)(zhe) 要(yao)求原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)硅量(liang)也要(yao)相(xiang)應穩(wen)定。提(ti)(ti)高(gao)原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)硅量(liang)，既可以減(jian)少(shao)(shao)白口和收縮(suo)(suo)傾向，又(you)能(neng)發揮(hui)硅固溶強(qiang)化(hua)(hua)基體的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)，性能(neng)反而(er)不(bu)降低。目前比較科(ke)學的(de)(de)做法(fa)是提(ti)(ti)高(gao)灰鑄鐵(tie)(tie)原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)含硅量(liang)，孕育(yu)(yu)量(liang)控制在0.3左右，這(zhe)(zhe)樣可以發揮(hui)硅的(de)(de)固溶強(qiang)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)，對提(ti)(ti)高(gao)強(qiang)度有利，也對減(jian)少(shao)(shao)鑄件收縮(suo)(suo)有利 。
（3）合金化的方法對(dui)鑄(zhu)鐵(tie)平板鐵(tie)液收縮有(you)很大影響
合金(jin)化能youxiao提高鑄(zhu)鐵的性能，我們常(chang)用的合金(jin)元素是鉻(ge)、鉬、銅、錫、鎳。
鉻(ge)：鉻(ge)能(neng)(neng)youxiao地提高灰(hui)鑄鐵的(de)性能(neng)(neng)，隨著加(jia)(jia)入(ru)量(liang)(liang)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)，性能(neng)(neng)會(hui)(hui)一直提高。鉻(ge)的(de)白(bai)口傾向(xiang)比較大，這是大家顧忌的(de)問題。加(jia)(jia)入(ru)量(liang)(liang)太大，會(hui)(hui)出現碳化物。至于鉻(ge)量(liang)(liang)的(de)上(shang)限(xian)如(ru)何控制，不同的(de)加(jia)(jia)鉻(ge)工藝，上(shang)限(xian)有所不同，如(ru)果鉻(ge)加(jia)(jia)入(ru)到原(yuan)(yuan)鐵液(ye)中，其上(shang)限(xian)不要超過0.35，提高原(yuan)(yuan)鐵液(ye)中的(de)鉻(ge)量(liang)(liang)會(hui)(hui)使鐵液(ye)白(bai)口傾向(xiang)和收(shou)縮傾向(xiang)加(jia)(jia)大， 有害。
另一種(zhong)加(jia)鉻(ge)的工(gong)(gong)藝(yi)不是(shi)提高 原(yuan)鐵液(ye)鉻(ge)是(shi)，而是(shi)將鉻(ge)加(jia)入(ru)到鐵液(ye)包中，用沖入(ru)法沖入(ru)，這(zhe)種(zhong)工(gong)(gong)藝(yi)會(hui)大大減少鐵液(ye)的白口和收縮(suo)傾(qing)向，同前一種(zhong)工(gong)(gong)藝(yi)相比，同樣的鉻(ge)量(liang)，白口和收縮(suo)傾(qing)向會(hui)減少一半(ban)以(yi)上，這(zhe)種(zhong)加(jia)鉻(ge)方式，鉻(ge)的上限可(ke)以(yi)控制到0.45。
鉬：鉬的 性與鉻 相似，不再作具(ju)體描述。由于鉬的價格(ge)昂貴，加(jia)鉬會大幅度增加(jia)成本。因此(ci)，應(ying)盡(jin)可(ke)能少加(jia)鉬，多(duo)加(jia)一些鉻。
用沖入法加鉻、加鉬是減少合(he)金化收縮的youxiao措施。
（4）鑄鐵平板（鑄鐵平臺）鐵液澆注溫(wen)度對收縮的影響
溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)高(gao)(gao)鐵液(ye)收(shou)縮(suo)傾向(xiang)大(da)，這是大(da)家都有的(de)(de)(de)經驗。要(yao)控(kong)(kong)制澆注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)在(zai)合理的(de)(de)(de)范圍內是 重要(yao)的(de)(de)(de)，澆注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)如(ru)果高(gao)(gao)于工(gong)藝規(gui)定的(de)(de)(de)合理的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)20～30℃，收(shou)縮(suo)傾向(xiang) 會(hui)(hui)大(da)幅增加(jia)。生(sheng)產中要(yao)注(zhu)(zhu)意這樣一(yi)(yi)(yi)種現象，沒(mei)有自動保溫(wen)(wen)(wen)(wen)功能(neng)的(de)(de)(de)電(dian)爐，可(ke)能(neng)會(hui)(hui)使鐵液(ye)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)升(sheng)高(gao)(gao)，一(yi)(yi)(yi)包(bao)鐵液(ye)的(de)(de)(de)澆注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)會(hui)(hui)低一(yi)(yi)(yi)些，隨后溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)會(hui)(hui)越來(lai)越高(gao)(gao)，如(ru)果不加(jia)以控(kong)(kong)制， 有可(ke)能(neng)產生(sheng)收(shou)縮(suo)廢品(pin)。生(sheng)產中一(yi)(yi)(yi)包(bao)鐵液(ye)要(yao)燙包(bao)，燙好的(de)(de)(de)包(bao)再用，而且(qie)一(yi)(yi)(yi)包(bao)鐵液(ye)澆注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)要(yao)控(kong)(kong)制在(zai)下限，不要(yao)在(zai)上限，防止(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)不斷升(sheng)高(gao)(gao)。電(dian)爐熔煉(lian)控(kong)(kong)制好澆注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)，是防止(zhi)(zhi)鑄件產生(sheng)收(shou)縮(suo)廢品(pin)的(de)(de)(de)關鍵措施。
（5）鐵液(ye)氧化傾向不容忽(hu)略：氧化大(da)(da)，收縮大(da)(da)。
鐵(tie)液(ye)(ye)氧(yang)化(hua)(hua)傾向(xiang)大(da)是(shi) 有害的(de)(de)，也會zengda收縮傾向(xiang)。為(wei)了(le)降低(di)(di)鐵(tie)液(ye)(ye)氧(yang)化(hua)(hua)，沖(chong)天爐(lu)熔煉(lian) 要實現快速(su)熔煉(lian)。現在國外的(de)(de)電爐(lu)熔煉(lian)技術可以做(zuo)到(dao)加入的(de)(de)鐵(tie)料(liao)在幾分鐘內快速(su)熔化(hua)(hua)，大(da)大(da)縮短了(le)鐵(tie)料(liao)在高溫(wen)氧(yang)化(hua)(hua)階段的(de)(de)時(shi)間，氧(yang)化(hua)(hua)傾向(xiang)大(da)幅降低(di)(di)，同(tong)時(shi)由于電爐(lu)增碳技術的(de)(de)應用，使鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)進一(yi)步降低(di)(di)，所(suo)以電爐(lu)熔煉(lian)也可以生(sheng)產(chan)(chan)出低(di)(di)氧(yang)化(hua)(hua)、低(di)(di)收縮的(de)(de)鐵(tie)液(ye)(ye)。只要嚴格控制好澆注溫(wen)度，用電爐(lu)熔煉(lian)生(sheng)產(chan)(chan)復(fu)雜(za)的(de)(de)缸體、缸蓋鑄件也很有優勢。
