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(zhu)造高(gao)強度高(gao)韌性(xing)鑄(zhu)鐵工作臺(tai)，在滿足 殊性(xing)能要求(qiu)的(de)基礎上，減少了熱處理(li)環節，節約了中(zhong)間(jian)運輸成本(ben)，縮(suo)短了供貨周期，是企(qi)業(ye)在制造過程(cheng)中(zhong)，努力(li)追求(qiu)的(de)方向(xiang)， 別是當前市場競爭激烈日趨熱化(hua)的(de)環境下，可以youxiao減低企(qi)業(ye)生產成本(ben)，提高(gao)產品競爭力(li)。
通常(chang)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)與塑性(xing)之(zhi)間始終存在矛盾，而隨著(zhu)對合(he)(he)金強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)基體組(zu)織(zhi)認識的加深(shen)，對于(yu)金屬(shu)材料性(xing)能 殊要求(qiu)的不(bu)斷提高，要求(qiu)球墨鑄鐵強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)達到600MP以上，同(tong)(tong)時要求(qiu)其具有很好的強(qiang)(qiang)(qiang)韌(ren)性(xing)延伸率10以上，通過熱處理(li)很難同(tong)(tong)時保證強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)與韌(ren)性(xing)要求(qiu)，通過控制(zhi)影響顯微組(zu)織(zhi)的因素（化(hua)學成(cheng)分，合(he)(he)金化(hua)，熔煉質量，球化(hua)孕育(yu)處理(li)、壁厚條(tiao)件(jian)、冷(leng)卻速度(du)等(deng)），可(ke)以滿足鑄態高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)，高韌(ren)性(xing)要求(qiu)，現簡單(dan)介紹(shao)其控制(zhi)方法：
2 化學成分的選擇
2.1 碳(tan)cujin鎂的(de)吸收，gaishan球化、提高石墨(mo)球的(de)圓整度(du)；提高鐵(tie)液(ye)的(de)流動性，減少鑄(zhu)鐵(tie)工(gong)作臺鑄(zhu)件的(de)疏(shu)松缺陷和縮凹傾(qing)向；能夠(gou)cujin石墨(mo)化，減小白(bai)口傾(qing)向。但是(shi)，過高的(de)碳(tan)又容易產生(sheng)石墨(mo)漂(piao)浮，使鑄(zhu)件綜合性能降低(di)。因此將碳(tan)控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化元(yuan)素，在(zai)球墨鑄(zhu)鐵(tie)生產中由于(yu)硅的(de)孕育作用，使珠(zhu)光(guang)體(ti)和鐵(tie)素體(ti)的(de)比(bi)例(li)改變：Si控制在(zai)2.0~2.5有利(li)于(yu)珠(zhu)光(guang)體(ti)組(zu)織的(de)生成，而為了在(zai)保證強度達(da)到(dao)600MP的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，延伸率(lv)達(da)到(dao)10，適當提高(gao)孕育效果，保證一定比(bi)例(li)的(de)鐵(tie)素體(ti)組(zu)織，將硅控制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩(wen)定珠光體(ti)元素，可以提(ti)高強度和硬度，降低塑性(xing)和韌(ren)性(xing)；但錳易(yi)產生偏(pian)析，錳量(liang)過多，易(yi)在(zai)共晶團邊界(jie)形成化合物(wu)，降低鑄件(jian)的力學性(xing)能，對(dui)厚大鑄件(jian) 為(wei)嚴(yan)重。
一般不采用(yong)錳作為鑄態形成珠光體的元素，將錳控(kong)制(zhi)為<0.5。
2.4 硫(liu)與鎂、稀土親(qin)和力很強(qiang)，消耗鐵液中的球(qiu)化元素，形成MgS、RES渣(zha)，降低球(qiu)化率；硫(liu)越高、消耗球(qiu)化劑(ji)越多、因此(ci)鐵液含(han)硫(liu)量(liang)高是造(zao)成球(qiu)化元素殘留量(liang)少(shao)而導致(zhi)球(qiu)化不良的主要(yao)原因；另(ling)外，含(han)硫(liu)量(liang)高還(huan)容(rong)易產生夾渣(zha)、皮下氣孔等缺陷。故(gu)S<0.03 。
2.5 磷 磷在球鐵(tie)中溶(rong)解度很低(di)，當磷超(chao)過某一含量時，易偏(pian)析于共(gong)晶團(tuan)邊(bian)界形成磷共(gong)晶，降(jiang)低(di)鑄件的塑性、韌性和(he)強度，并且使鑄件產生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂(mei)和稀(xi)土(tu) 鐵液中有一定的(de)鎂(mei)和稀(xi)土(tu)元素(su)的(de)殘留量才能保證石(shi)墨成球(qiu)(qiu)。在稀(xi)土(tu)鎂(mei)球(qiu)(qiu)鐵中，鎂(mei)起(qi)主要球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)作(zuo)用，稀(xi)土(tu)起(qi)輔助球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)作(zuo)用，并起(qi)到凈化(hua)(hua)鐵液、抗球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)干(gan)擾元素(su)的(de)作(zuo)用。將它們控(kong)制在如下范(fan)圍：Mg殘0.030~0.05、RE殘0.030~0.05。
2.7銅+錫 銅在共(gong)晶轉變時(shi)，cujin石(shi)墨化(hua)，減(jian)少或xiaochu游離(li)滲碳體(ti)(ti)的(de)(de)(de)形成；在共(gong)析轉變時(shi)，cujin珠(zhu)光體(ti)(ti)的(de)(de)(de)形成，可減(jian)少或完全控(kong)制鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)形成；對(dui)(dui)基體(ti)(ti)固溶強化(hua)。是鑄(zhu)態(tai)高強度高韌(ren)性球墨鑄(zhu)鐵生產(chan)中(zhong)，理想的(de)(de)(de)合金元素(su)。而銅量(liang)小于0.4時(shi)，對(dui)(dui)于大量(liang)增加珠(zhu)光體(ti)(ti)數量(liang)沒(mei)有明(ming)顯(xian)影響(xiang)，對(dui)(dui)于薄(bo)壁鑄(zhu)件采用銅作為(wei)合金元素(su)保證強韌(ren)性要求(qiu)是為(wei)理想的(de)(de)(de)選(xuan)擇，根據壁厚條件，控(kong)制Cu的(de)(de)(de)范圍為(wei)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(yun)育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)與鐵(tie)液(ye)(ye)質(zhi)量有(you)(you)關(guan)：原(yuan)鐵(tie)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)含硫量不(bu)同，選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)含稀土(tu)量不(bu)同的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，即使(shi)(shi)(shi)利用(yong)(yong)電爐熔(rong)煉，如(ru)果使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)生(sheng)(sheng)鐵(tie)中(zhong)(zhong)含硫及其它(ta)雜質(zhi)元(yuan)素多，原(yuan)鐵(tie)水含S＞0.03，則選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)；S＜0.03時(shi)，則選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)低(di)稀土(tu)的(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)質(zhi)量不(bu)僅與化(hua)(hua)學成分有(you)(you)關(guan)，而且與粒度(du)(du)(du)(du)也有(you)(you)一定的(de)關(guan)系，生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)實踐過程(cheng)中(zhong)(zhong)，粒度(du)(du)(du)(du)過大，不(bu)易快(kuai)速溶(rong)解，使(shi)(shi)(shi)反應(ying)熔(rong)化(hua)(hua)時(shi)間(jian)長，導致球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)上浮(fu)至鐵(tie)液(ye)(ye)表(biao)面(mian)燒損，鎂的(de)吸收率下降，影(ying)響(xiang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)效果；同時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)粒度(du)(du)(du)(du)過小(xiao)(xiao)， 別(bie)是呈粉(fen)末狀的(de)比例要(yao)嚴格控(kong)制，因為鐵(tie)水溫度(du)(du)(du)(du)高，容易直(zhi)接(jie)燒損，溫度(du)(du)(du)(du)低(di)則，直(zhi)接(jie)氧(yang)化(hua)(hua)。生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)粒度(du)(du)(du)(du)主要(yao)還是取決于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包(bao)的(de)大小(xiao)(xiao)和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)溫度(du)(du)(du)(du)：生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包(bao)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理溫度(du)(du)(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)粒度(du)(du)(du)(du)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)5~30 mm，超標(biao)粒度(du)(du)(du)(du)的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)應(ying)小(xiao)(xiao)于5。
4.2 鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)工作臺(tai)(tai)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)處理(li)(li) 孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)選用常用的75FeSi，為(wei)提(ti)(ti)高孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)效(xiao)果(guo)，并(bing)合(he)理(li)(li)控制(zhi)終(zhong)硅量(liang)(liang)根(gen)據生產條件(jian)，采(cai)用二(er)次孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)處理(li)(li)方式(shi)：采(cai)用沖入法球化(hua)(hua)時在(zai)球化(hua)(hua)劑(ji)(ji)表面加入0.4的孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)，孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)粒度(du)3~8 mm，待沖入鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液進行球化(hua)(hua)處理(li)(li)時，同時發生孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)作用，在(zai)澆(jiao)(jiao)注(zhu)前(qian)將鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)從球化(hua)(hua)包轉入澆(jiao)(jiao)注(zhu)包時在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)表面加入0.2~0.3的粒度(du)為(wei)1~3mm的孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)作為(wei)二(er)次孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)，可以youxiao防止孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)衰退提(ti)(ti)高孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)效(xiao)果(guo)。 由(you)于鑄(zhu)態高強度(du)高韌(ren)性灰口(kou)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)件(jian)的性能主(zhu)要(yao)由(you)合(he)金(jin)化(hua)(hua)后的微觀基(ji)體組織保證，而珠(zhu)光體數量(liang)(liang)以及鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素體基(ji)體強度(du)主(zhu)要(yao)依靠合(he)金(jin)銅、錫的作用體現，適當加強孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)效(xiao)果(guo)，有(you)利于鑄(zhu)件(jian)在(zai)保證抗(kang)拉強度(du)達到600MP的前(qian)提(ti)(ti)下，有(you)較強的韌(ren)性，延伸率(lv)＞10，并(bing)能youxiaoxiaochu碳化(hua)(hua)物，有(you)利于鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)補縮，減小鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)收(shou)縮傾向，防止鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)工作臺(tai)(tai)（鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平臺(tai)(tai)）鑄(zhu)件(jian)產生疏松。
我國的(de)鑄造(zao)產(chan)(chan)業正在朝(chao)著一個新(xin)(xin)的(de)攻堅時期發(fa)展。這不(bu)僅是(shi)鑄造(zao)鑄鐵(tie)工作(zuo)臺發(fa)展的(de)新(xin)(xin)開(kai)端， 是(shi)鑄造(zao)產(chan)(chan)業由量到質(zhi)的(de)轉變新(xin)(xin)階段(duan)。創新(xin)(xin)是(shi)推動(dong)鑄造(zao)產(chan)(chan)品發(fa)展的(de)重要推動(dong)力，不(bu)容忽視。
