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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電爐(lu)熔煉(lian)：增碳(tan)技(ji)術的(de)應用是解(jie)決鐵(tie)(tie)液(ye)收縮(suo)的(de)關鍵(jian)技(ji)術。由(you)于鐵(tie)(tie)液(ye)凝固(gu)過程中的(de)石墨(mo)(mo)析(xi)出產生(sheng)石墨(mo)(mo)化(hua)膨脹(zhang)作用，良好(hao)的(de)石墨(mo)(mo)化(hua)會減少鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)收縮(suo)傾向，因此，增碳(tan)技(ji)術是好(hao)的(de)工藝(yi)。
由于加(jia)入(ru)(ru)增碳劑提高了(le)鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)石(shi)墨化能力，因此，采用(yong)全廢(fei)鋼熔煉加(jia)增碳劑的(de)(de)工藝，鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)收縮(suo)傾(qing)向反而(er) 小。這是 重(zhong)要(yao)的(de)(de)一(yi)個(ge)觀念轉變，傳(chuan)統的(de)(de)觀念是認(ren)為(wei)多(duo)加(jia)廢(fei)鋼會zengda鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)收縮(suo)傾(qing)向，這樣(yang)我(wo)們 容(rong)易走入(ru)(ru)一(yi)個(ge)誤區，不愿意(yi)多(duo)用(yong)廢(fei)鋼，而(er)喜歡多(duo)用(yong)一(yi)些(xie)生鐵(tie)(tie)。
多(duo)用生(sheng)鐵(tie)的(de)(de)(de)缺點是：生(sheng)鐵(tie)中有(you)許多(duo)粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)過(guo)共晶(jing)石(shi)(shi)墨(mo)，這種粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)具有(you)遺傳(chuan)(chuan)性，如果低溫熔煉，粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)難以xiaochu，粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)從液態遺傳(chuan)(chuan)到了固(gu)(gu)態，使凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)程中本來由于石(shi)(shi)墨(mo)析出應該(gai)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)膨脹作用削(xue)弱，因此使鐵(tie)液凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)程中的(de)(de)(de)收縮傾向zengda，粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)又(you)然(ran)降低了材料的(de)(de)(de)性能。
(2)提高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)平板原鐵(tie)液的硅量，控制孕育
灰鑄鐵中的(de)硅一(yi)部分(fen)是(shi)(shi)原(yuan)鐵液中的(de)硅，一(yi)部分(fen)是(shi)(shi)孕育帶入的(de)硅。
許(xu)多人(ren)喜歡原鐵液(ye)(ye)中(zhong)的(de)硅(gui)低(di)點，然(ran)后(hou)用很(hen)大(da)(da)的(de)孕(yun)(yun)育(yu)量(liang)(liang)孕(yun)(yun)育(yu)，這種做法(fa)并(bing)不(bu)科學：大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)孕(yun)(yun)育(yu)是不(bu)可(ke)取的(de)，這會zengda收縮傾向。孕(yun)(yun)育(yu)是為了增加結晶核心的(de)數量(liang)(liang)，cujin石墨化(hua)，少(shao)(shao)量(liang)(liang)的(de)孕(yun)(yun)育(yu)（0.2～0.4） 可(ke)以達到這個目的(de)。從工藝控制來說，孕(yun)(yun)育(yu)量(liang)(liang)應(ying)該相應(ying)穩定(ding)，不(bu)能(neng)有過大(da)(da)的(de)變化(hua)。這 要求原鐵液(ye)(ye)的(de)硅(gui)量(liang)(liang)也(ye)要相應(ying)穩定(ding)。提(ti)(ti)高(gao)原鐵液(ye)(ye)的(de)硅(gui)量(liang)(liang)，既可(ke)以減少(shao)(shao)白口和(he)收縮傾向，又(you)能(neng)發(fa)揮硅(gui)固溶(rong)強(qiang)化(hua)基體的(de)作用，性能(neng)反而(er)不(bu)降低(di)。目前比較(jiao)科學的(de)做法(fa)是提(ti)(ti)高(gao)灰鑄鐵原鐵液(ye)(ye)的(de)含(han)硅(gui)量(liang)(liang)，孕(yun)(yun)育(yu)量(liang)(liang)控制在0.3左右，這樣可(ke)以發(fa)揮硅(gui)的(de)固溶(rong)強(qiang)化(hua)作用，對(dui)提(ti)(ti)高(gao)強(qiang)度有利，也(ye)對(dui)減少(shao)(shao)鑄件收縮有利 。
（3）合金化的方法(fa)對鑄(zhu)鐵平板鐵液收縮有(you)很(hen)大影響(xiang)
合(he)金化能youxiao提高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)性能，我們常用的(de)合(he)金元素(su)是鉻、鉬、銅、錫(xi)、鎳(nie)。
鉻：鉻能(neng)youxiao地提高灰鑄鐵(tie)的(de)(de)(de)性能(neng)，隨著(zhu)加(jia)(jia)入量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，性能(neng)會一直(zhi)提高。鉻的(de)(de)(de)白(bai)口傾向(xiang)比較大，這(zhe)是大家顧忌的(de)(de)(de)問題。加(jia)(jia)入量(liang)(liang)太大，會出現(xian)碳(tan)化物。至(zhi)于鉻量(liang)(liang)的(de)(de)(de)上限如何控制，不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)鉻工藝，上限有所(suo)不同(tong)(tong)，如果鉻加(jia)(jia)入到(dao)原(yuan)鐵(tie)液(ye)中，其上限不要超過(guo)0.35，提高原(yuan)鐵(tie)液(ye)中的(de)(de)(de)鉻量(liang)(liang)會使鐵(tie)液(ye)白(bai)口傾向(xiang)和收縮傾向(xiang)加(jia)(jia)大， 有害。
另一種加鉻的工藝不(bu)是提高(gao) 原鐵(tie)液(ye)鉻是，而(er)是將鉻加入(ru)到(dao)鐵(tie)液(ye)包中，用(yong)沖入(ru)法沖入(ru)，這種工藝會(hui)大大減少鐵(tie)液(ye)的白口(kou)和(he)收縮傾向，同(tong)前(qian)一種工藝相比，同(tong)樣(yang)的鉻量，白口(kou)和(he)收縮傾向會(hui)減少一半以(yi)上，這種加鉻方式(shi)，鉻的上限可以(yi)控制到(dao)0.45。
鉬(mu)：鉬(mu)的(de) 性與鉻(ge) 相(xiang)似，不再作(zuo)具(ju)體描述。由(you)于鉬(mu)的(de)價格昂貴(gui)，加(jia)鉬(mu)會大幅度增加(jia)成本。因此，應盡可(ke)能少加(jia)鉬(mu)，多加(jia)一些鉻(ge)。
用沖入法加(jia)(jia)鉻、加(jia)(jia)鉬是減少合金化(hua)收縮(suo)的youxiao措施。
（4）鑄鐵(tie)平板（鑄鐵(tie)平臺）鐵(tie)液澆注溫度對收縮的影響
溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)高(gao)鐵(tie)液(ye)(ye)收縮(suo)(suo)傾向(xiang)大(da)，這是(shi)大(da)家都(dou)有的(de)經(jing)驗。要(yao)(yao)控(kong)制澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)在(zai)合理的(de)范圍內是(shi) 重要(yao)(yao)的(de)，澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)如果高(gao)于工(gong)藝(yi)規(gui)定的(de)合理的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)20～30℃，收縮(suo)(suo)傾向(xiang) 會(hui)大(da)幅增加。生產(chan)中要(yao)(yao)注(zhu)意這樣一種現象，沒有自(zi)動保(bao)溫(wen)(wen)(wen)功能(neng)的(de)電爐，可(ke)能(neng)會(hui)使鐵(tie)液(ye)(ye)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高(gao)，一包(bao)鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)會(hui)低一些，隨后溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)會(hui)越(yue)來越(yue)高(gao)，如果不加以控(kong)制， 有可(ke)能(neng)產(chan)生收縮(suo)(suo)廢品。生產(chan)中一包(bao)鐵(tie)液(ye)(ye)要(yao)(yao)燙包(bao)，燙好的(de)包(bao)再用，而且一包(bao)鐵(tie)液(ye)(ye)澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)要(yao)(yao)控(kong)制在(zai)下限，不要(yao)(yao)在(zai)上限，防止(zhi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)不斷升高(gao)。電爐熔煉控(kong)制好澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)，是(shi)防止(zhi)鑄(zhu)件產(chan)生收縮(suo)(suo)廢品的(de)關鍵措施(shi)。
（5）鐵(tie)液氧化傾向不容忽(hu)略：氧化大(da)，收縮(suo)大(da)。
鐵(tie)(tie)液(ye)氧(yang)化傾向大(da)是 有害(hai)的(de)(de)(de)，也會zengda收縮傾向。為了降低(di)鐵(tie)(tie)液(ye)氧(yang)化，沖天爐(lu)熔煉 要(yao)實現快速熔煉。現在國外的(de)(de)(de)電爐(lu)熔煉技術(shu)可(ke)以(yi)做到加入的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)料在幾分(fen)鐘內快速熔化，大(da)大(da)縮短了鐵(tie)(tie)料在高溫(wen)氧(yang)化階段的(de)(de)(de)時間，氧(yang)化傾向大(da)幅降低(di)，同(tong)時由(you)于電爐(lu)增碳技術(shu)的(de)(de)(de)應用，使鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)(de)氧(yang)化進一步(bu)降低(di)，所以(yi)電爐(lu)熔煉也可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)出低(di)氧(yang)化、低(di)收縮的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)液(ye)。只要(yao)嚴(yan)格控制好澆注溫(wen)度(du)，用電爐(lu)熔煉生(sheng)產(chan)復雜的(de)(de)(de)缸體、缸蓋鑄件也很有優勢。
