生產鑄造高強度高韌性鑄鐵工作臺，掌握三項控制要素？
2018年07月11日
新聞詳情
鑄造高強度高韌(ren)性(xing)鑄鐵工作臺，在滿(man)足 殊(shu)性(xing)能要求的基礎上，減少了熱(re)處(chu)理環(huan)節，節約了中間運(yun)輸成本(ben)，縮短了供貨周期，是(shi)企業在制造過(guo)程中，努力追求的方向(xiang)， 別是(shi)當前市場競(jing)爭激(ji)烈日趨熱(re)化的環(huan)境(jing)下，可以youxiao減低企業生產(chan)成本(ben)，提(ti)高產(chan)品競(jing)爭力。
通常強(qiang)度與塑性(xing)(xing)之間始終(zhong)存在矛盾(dun)，而隨著對(dui)合金(jin)(jin)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)基體組(zu)織認(ren)識的(de)加(jia)深，對(dui)于金(jin)(jin)屬材料性(xing)(xing)能(neng) 殊要求(qiu)的(de)不斷提高，要求(qiu)球墨鑄(zhu)鐵強(qiang)度達(da)到600MP以(yi)上，同(tong)(tong)時(shi)要求(qiu)其具有(you)很好的(de)強(qiang)韌(ren)性(xing)(xing)延(yan)伸率10以(yi)上，通過熱處理(li)很難同(tong)(tong)時(shi)保(bao)證強(qiang)度與韌(ren)性(xing)(xing)要求(qiu)，通過控(kong)制(zhi)影響顯(xian)微組(zu)織的(de)因(yin)素（化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分，合金(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)，熔煉質量，球化(hua)(hua)(hua)孕育處理(li)、壁厚條(tiao)件、冷卻速度等），可以(yi)滿足鑄(zhu)態高強(qiang)度，高韌(ren)性(xing)(xing)要求(qiu)，現簡單介紹其控(kong)制(zhi)方(fang)法：
2 化學(xue)成分(fen)的選擇
2.1 碳cujin鎂的(de)吸收(shou)，gaishan球(qiu)化(hua)、提(ti)高石(shi)(shi)墨球(qiu)的(de)圓整度；提(ti)高鐵液(ye)的(de)流動性(xing)，減(jian)(jian)少鑄(zhu)鐵工作臺鑄(zhu)件(jian)的(de)疏松缺陷和縮凹(ao)傾(qing)向；能夠cujin石(shi)(shi)墨化(hua)，減(jian)(jian)小(xiao)白口傾(qing)向。但是，過(guo)高的(de)碳又(you)容易產生石(shi)(shi)墨漂浮，使鑄(zhu)件(jian)綜合性(xing)能降低(di)。因此(ci)將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅(gui) cujin石墨(mo)化元素，在(zai)球(qiu)墨(mo)鑄鐵生產中由于(yu)硅(gui)的(de)孕(yun)育作用，使珠(zhu)(zhu)光體(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)的(de)比例改變：Si控制在(zai)2.0~2.5有利(li)于(yu)珠(zhu)(zhu)光體(ti)(ti)組織的(de)生成，而為了(le)在(zai)保(bao)證強度達到600MP的(de)基礎上，延伸率達到10，適當(dang)提高孕(yun)育效(xiao)果，保(bao)證一定比例的(de)鐵素體(ti)(ti)組織，將硅(gui)控制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩定珠光(guang)體元素，可以提高強(qiang)度(du)和(he)硬度(du)，降(jiang)低(di)塑性(xing)和(he)韌性(xing)；但錳易(yi)產生(sheng)偏析，錳量過多(duo)，易(yi)在共晶團邊(bian)界形成化合物，降(jiang)低(di)鑄件的力學性(xing)能，對厚大(da)鑄件 為嚴重。
一般(ban)不采用錳(meng)作(zuo)為鑄態形成(cheng)珠光體的元素，將錳(meng)控制為<0.5。
2.4 硫(liu)與鎂、稀土親和力很強，消耗(hao)鐵液中的球化元(yuan)素，形成MgS、RES渣(zha)，降(jiang)低(di)球化率；硫(liu)越(yue)高(gao)、消耗(hao)球化劑越(yue)多、因此鐵液含硫(liu)量高(gao)是造(zao)成球化元(yuan)素殘(can)留量少(shao)而導致球化不良的主要原因；另外，含硫(liu)量高(gao)還(huan)容易產生夾(jia)渣(zha)、皮下氣孔等缺(que)陷。故(gu)S<0.03 。
2.5 磷 磷在(zai)球鐵中溶解度很低(di)，當磷超(chao)過(guo)某一(yi)含量時(shi)，易偏析(xi)于共晶(jing)團邊界形成磷共晶(jing)，降低(di)鑄件的(de)塑性(xing)、韌性(xing)和強(qiang)度，并且使鑄件產生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和(he)稀(xi)土 鐵(tie)液中有一定的(de)鎂和(he)稀(xi)土元素的(de)殘留量才能保證(zheng)石墨成球(qiu)。在稀(xi)土鎂球(qiu)鐵(tie)中，鎂起(qi)主(zhu)要球(qiu)化(hua)作用(yong)(yong)，稀(xi)土起(qi)輔助(zhu)球(qiu)化(hua)作用(yong)(yong)，并起(qi)到凈化(hua)鐵(tie)液、抗(kang)球(qiu)化(hua)干(gan)擾元素的(de)作用(yong)(yong)。將它們(men)控(kong)制(zhi)在如(ru)下范圍：Mg殘0.030~0.05、RE殘0.030~0.05。
2.7銅(tong)+錫 銅(tong)在(zai)(zai)共(gong)晶轉變(bian)時，cujin石(shi)墨化，減少或xiaochu游離(li)滲碳(tan)體的(de)形成(cheng)(cheng)；在(zai)(zai)共(gong)析轉變(bian)時，cujin珠光(guang)(guang)體的(de)形成(cheng)(cheng)，可減少或完全控(kong)制(zhi)鐵素(su)體的(de)形成(cheng)(cheng)；對基(ji)體固溶強(qiang)化。是(shi)鑄(zhu)態高強(qiang)度高韌性球墨鑄(zhu)鐵生產中，理想(xiang)的(de)合(he)金元素(su)。而銅(tong)量小于0.4時，對于大(da)量增加珠光(guang)(guang)體數量沒有明(ming)顯影響(xiang)，對于薄壁(bi)鑄(zhu)件采用(yong)銅(tong)作(zuo)為合(he)金元素(su)保證強(qiang)韌性要(yao)求(qiu)是(shi)為理想(xiang)的(de)選(xuan)擇，根(gen)據壁(bi)厚(hou)條(tiao)件，控(kong)制(zhi)Cu的(de)范圍為0.20~0.50；
3 鐵液的熔煉
鑄鐵工作臺（鑄鐵平臺）鐵液采用中沖天爐熔煉工藝，使用盡可能純凈的生鐵：P、S、干擾球化元素及各類合金元素要盡可能低；回爐鐵一般為同材質的澆冒口、廢品或加工的鐵屑，便于合金回用降低成本，也有利于鐵水成分控制；廢鋼應盡可能選用單一種類、干凈，無砂、銹等雜物的廢鋼；合金銅、錫是產品性能是否能達到要求的關鍵，在不利用 殊專用球化劑、孕育劑的情況下，如何確保合金在鐵水中均勻，是產品質量和性能穩定的基礎，考慮到兩種合金在熔煉過程中不燒損，在熔煉前期以合金形式加入到爐底熔煉，可以確保合金在整爐鐵水中大限度的濃度均勻；原鐵水化學成分控制原則上CE適中，C 高，Si低，Mn，P，S低，干擾元素Ti低的前提下，爐料配比使C：3.6~3.8，Si：1.1~1.5。
4 球(qiu)化及孕育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)選(xuan)用(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)選(xuan)用(yong)與(yu)鐵(tie)液質(zhi)量有關(guan)(guan)：原(yuan)鐵(tie)液中(zhong)含硫量不(bu)同(tong)，選(xuan)用(yong)含稀土量不(bu)同(tong)的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑，即使(shi)利用(yong)電爐熔煉，如果使(shi)用(yong)的(de)生鐵(tie)中(zhong)含硫及其它(ta)雜質(zhi)元(yuan)素多(duo)，原(yuan)鐵(tie)水(shui)含S＞0.03，則選(xuan)用(yong)FeSiMg8RE7的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑；S＜0.03時(shi)，則選(xuan)用(yong)低稀土的(de)FeSiMg8RE5或(huo)FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑質(zhi)量不(bu)僅與(yu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)成分有關(guan)(guan)，而(er)且與(yu)粒(li)度(du)也有一定的(de)關(guan)(guan)系，生產實踐(jian)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，粒(li)度(du)過(guo)(guo)(guo)大，不(bu)易快速溶解，使(shi)反應(ying)(ying)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)間長，導致球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑上浮至鐵(tie)液表面(mian)燒損(sun)，鎂的(de)吸收率(lv)下降，影響球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同(tong)時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑粒(li)度(du)過(guo)(guo)(guo)小(xiao)(xiao)， 別是(shi)呈(cheng)粉末狀的(de)比例要(yao)嚴格控制，因為鐵(tie)水(shui)溫(wen)度(du)高，容易直(zhi)接燒損(sun)，溫(wen)度(du)低則，直(zhi)接氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。生產過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑粒(li)度(du)主(zhu)要(yao)還是(shi)取決于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包的(de)大小(xiao)(xiao)和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)：生產過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)使(shi)用(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理溫(wen)度(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑粒(li)度(du)選(xuan)用(yong)5~30 mm，超標粒(li)度(du)的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑應(ying)(ying)小(xiao)(xiao)于5。
4.2 鑄鐵(tie)(tie)工作臺(tai)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)處理(li) 孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)選用(yong)(yong)常用(yong)(yong)的(de)(de)75FeSi，為提(ti)(ti)高孕育(yu)(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)(guo)，并合(he)理(li)控制終硅(gui)量根據生產條件(jian)，采用(yong)(yong)二(er)次孕育(yu)(yu)(yu)(yu)處理(li)方(fang)式(shi)：采用(yong)(yong)沖入(ru)法球(qiu)化(hua)(hua)時(shi)在球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)表面加入(ru)0.4的(de)(de)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)，孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)粒(li)度(du)3~8 mm，待沖入(ru)鐵(tie)(tie)液進行球(qiu)化(hua)(hua)處理(li)時(shi)，同時(shi)發(fa)生孕育(yu)(yu)(yu)(yu)作用(yong)(yong)，在澆(jiao)注前將鐵(tie)(tie)水從球(qiu)化(hua)(hua)包(bao)(bao)轉入(ru)澆(jiao)注包(bao)(bao)時(shi)在鐵(tie)(tie)水表面加入(ru)0.2~0.3的(de)(de)粒(li)度(du)為1~3mm的(de)(de)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)作為二(er)次孕育(yu)(yu)(yu)(yu)，可以youxiao防止孕育(yu)(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)(ti)高孕育(yu)(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)(guo)。 由(you)于(yu)鑄態高強(qiang)度(du)高韌性(xing)(xing)灰口鑄鐵(tie)(tie)件(jian)的(de)(de)性(xing)(xing)能主(zhu)要(yao)由(you)合(he)金(jin)化(hua)(hua)后的(de)(de)微觀基體(ti)組織保(bao)證(zheng)(zheng)，而珠光體(ti)數量以及鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)基體(ti)強(qiang)度(du)主(zhu)要(yao)依靠(kao)合(he)金(jin)銅、錫(xi)的(de)(de)作用(yong)(yong)體(ti)現，適當(dang)加強(qiang)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)(guo)，有(you)利(li)于(yu)鑄件(jian)在保(bao)證(zheng)(zheng)抗拉(la)強(qiang)度(du)達到600MP的(de)(de)前提(ti)(ti)下，有(you)較強(qiang)的(de)(de)韌性(xing)(xing)，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)(hua)物，有(you)利(li)于(yu)鐵(tie)(tie)水補縮，減(jian)小鐵(tie)(tie)水收縮傾(qing)向，防止鑄鐵(tie)(tie)工作臺(tai)（鑄鐵(tie)(tie)平(ping)臺(tai)）鑄件(jian)產生疏松。
我(wo)國的鑄(zhu)造(zao)(zao)產(chan)業(ye)正在朝著一(yi)個(ge)新(xin)的攻堅時期發展(zhan)。這不僅是(shi)(shi)鑄(zhu)造(zao)(zao)鑄(zhu)鐵(tie)工作臺(tai)發展(zhan)的新(xin)開端， 是(shi)(shi)鑄(zhu)造(zao)(zao)產(chan)業(ye)由量(liang)到質的轉變新(xin)階段(duan)。創新(xin)是(shi)(shi)推動鑄(zhu)造(zao)(zao)產(chan)品發展(zhan)的重要推動力，不容忽視。
