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(gao)強(qiang)度高(gao)韌性鑄鐵工作臺(tai)，在滿足(zu) 殊性能要求的(de)基礎上，減少了熱處理(li)環節，節約了中間運輸成本，縮(suo)短了供貨周期，是企業在制(zhi)造過程(cheng)中，努力(li)追求的(de)方向， 別(bie)是當前市(shi)場競爭激烈日趨(qu)熱化(hua)的(de)環境下，可(ke)以youxiao減低企業生(sheng)產成本，提高(gao)產品競爭力(li)。
通常(chang)強(qiang)度與塑性之間(jian)始終存在(zai)矛盾，而隨著對合(he)金(jin)強(qiang)化(hua)(hua)基體組(zu)織(zhi)認識的加深，對于金(jin)屬材料性能(neng) 殊要(yao)求的不斷(duan)提(ti)高，要(yao)求球(qiu)墨鑄鐵強(qiang)度達到600MP以(yi)上，同時要(yao)求其具有很好的強(qiang)韌性延伸率10以(yi)上，通過熱處(chu)理很難同時保(bao)證強(qiang)度與韌性要(yao)求，通過控制影響顯(xian)微組(zu)織(zhi)的因素(su)（化(hua)(hua)學成分，合(he)金(jin)化(hua)(hua)，熔(rong)煉質量，球(qiu)化(hua)(hua)孕育(yu)處(chu)理、壁厚條(tiao)件、冷(leng)卻速(su)度等），可以(yi)滿(man)足鑄態高強(qiang)度，高韌性要(yao)求，現簡單介(jie)紹其控制方法(fa)：
2 化學(xue)成分的選擇
2.1 碳cujin鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)，gaishan球化、提高(gao)石墨球的(de)(de)(de)(de)圓整度；提高(gao)鐵液的(de)(de)(de)(de)流動性(xing)，減(jian)少(shao)鑄鐵工作臺鑄件(jian)的(de)(de)(de)(de)疏松缺陷和縮(suo)凹(ao)傾向；能(neng)夠cujin石墨化，減(jian)小白口傾向。但是，過(guo)高(gao)的(de)(de)(de)(de)碳又容易產生石墨漂浮，使鑄件(jian)綜合性(xing)能(neng)降(jiang)低。因此將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅(gui) cujin石墨化元(yuan)素，在(zai)球墨鑄(zhu)鐵(tie)生產(chan)中(zhong)由于(yu)硅(gui)的(de)(de)孕(yun)育作用，使珠光體和鐵(tie)素體的(de)(de)比例(li)改變：Si控制在(zai)2.0~2.5有利于(yu)珠光體組(zu)織的(de)(de)生成(cheng)，而為了在(zai)保(bao)證強度達到(dao)600MP的(de)(de)基(ji)礎上，延伸率達到(dao)10，適(shi)當提(ti)高孕(yun)育效果，保(bao)證一定比例(li)的(de)(de)鐵(tie)素體組(zu)織，將硅(gui)控制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩(wen)定珠光體元(yuan)素，可以提高強(qiang)度和硬度，降低(di)塑性(xing)和韌性(xing)；但錳易(yi)產生偏析，錳量過多，易(yi)在共晶團邊界形成化合(he)物，降低(di)鑄(zhu)件的力學性(xing)能(neng)，對厚大(da)鑄(zhu)件 為嚴(yan)重。
一般不(bu)采用錳作為鑄態(tai)形成珠光(guang)體的元素，將(jiang)錳控制為<0.5。
2.4 硫(liu)與鎂、稀土親和力很強，消耗鐵(tie)液(ye)中的(de)球化(hua)(hua)元素，形成MgS、RES渣，降低球化(hua)(hua)率；硫(liu)越(yue)高、消耗球化(hua)(hua)劑越(yue)多(duo)、因此(ci)鐵(tie)液(ye)含硫(liu)量高是造成球化(hua)(hua)元素殘留(liu)量少而(er)導(dao)致球化(hua)(hua)不良的(de)主要(yao)原(yuan)因；另外，含硫(liu)量高還容易產生夾渣、皮下氣(qi)孔(kong)等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin) 磷(lin)在(zai)球鐵中溶解度很(hen)低，當磷(lin)超過某一含量(liang)時，易偏析于共晶(jing)團邊界形(xing)成磷(lin)共晶(jing)，降(jiang)低鑄件的塑(su)性、韌性和強(qiang)度，并且(qie)使鑄件產生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀土(tu)(tu) 鐵(tie)液中有一(yi)定的(de)鎂和稀土(tu)(tu)元素的(de)殘留量(liang)才能保證石墨成球。在(zai)稀土(tu)(tu)鎂球鐵(tie)中，鎂起(qi)主要球化作(zuo)用(yong)，稀土(tu)(tu)起(qi)輔(fu)助球化作(zuo)用(yong)，并起(qi)到凈化鐵(tie)液、抗(kang)球化干(gan)擾元素的(de)作(zuo)用(yong)。將它們控制在(zai)如下范圍：Mg殘0.030~0.05、RE殘0.030~0.05。
2.7銅+錫(xi) 銅在共晶轉變時(shi)，cujin石墨化，減少或xiaochu游離(li)滲碳體(ti)的(de)形(xing)成；在共析轉變時(shi)，cujin珠光體(ti)的(de)形(xing)成，可減少或完全控制鐵素體(ti)的(de)形(xing)成；對基體(ti)固溶強化。是鑄態高強度高韌性(xing)球墨鑄鐵生產中，理(li)想的(de)合金(jin)元素。而銅量(liang)(liang)小于0.4時(shi)，對于大量(liang)(liang)增加珠光體(ti)數(shu)量(liang)(liang)沒有明顯影響，對于薄(bo)壁(bi)鑄件(jian)采用銅作(zuo)為合金(jin)元素保證強韌性(xing)要求(qiu)是為理(li)想的(de)選擇，根據壁(bi)厚(hou)條件(jian)，控制Cu的(de)范(fan)圍(wei)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(chu)理
4.1 球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的選(xuan)用 球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的選(xuan)用與鐵(tie)液質量有關：原鐵(tie)液中(zhong)含硫量不同，選(xuan)用含稀(xi)土量不同的球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，即使(shi)利用電爐(lu)熔煉，如果使(shi)用的生(sheng)鐵(tie)中(zhong)含硫及其(qi)它雜質元素多，原鐵(tie)水含S＞0.03，則(ze)選(xuan)用FeSiMg8RE7的球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)；S＜0.03時(shi)，則(ze)選(xuan)用低稀(xi)土的FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。 球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)質量不僅與化(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分有關，而且與粒度也有一定的關系，生(sheng)產實踐過(guo)程中(zhong)，粒度過(guo)大，不易快速(su)溶解，使(shi)反應(ying)(ying)熔化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)長(chang)，導致(zhi)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)上浮至鐵(tie)液表(biao)面(mian)燒損(sun)，鎂(mei)的吸收率下降(jiang)，影(ying)響球(qiu)化(hua)(hua)(hua)效果；同時(shi)，球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒度過(guo)小(xiao)， 別是(shi)呈粉(fen)末狀的比(bi)例要(yao)嚴(yan)格控制，因為鐵(tie)水溫度高，容易直(zhi)接燒損(sun)，溫度低則(ze)，直(zhi)接氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。生(sheng)產過(guo)程中(zhong)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒度主(zhu)要(yao)還是(shi)取決于球(qiu)化(hua)(hua)(hua)包的大小(xiao)和(he)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)溫度：生(sheng)產過(guo)程中(zhong)使(shi)用300Kg球(qiu)化(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)化(hua)(hua)(hua)處理(li)溫度15100C~15400 C，因此球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒度選(xuan)用5~30 mm，超標粒度的球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)應(ying)(ying)小(xiao)于5。
4.2 鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)工(gong)(gong)作(zuo)臺孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li) 孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑選用(yong)(yong)常用(yong)(yong)的(de)75FeSi，為提(ti)高(gao)(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)，并合理(li)控(kong)制終硅量根據生產(chan)條件(jian)，采(cai)用(yong)(yong)二次孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li)方式：采(cai)用(yong)(yong)沖入(ru)法球(qiu)(qiu)化時(shi)在球(qiu)(qiu)化劑表面加(jia)入(ru)0.4的(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑，孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑粒度3~8 mm，待沖入(ru)鐵(tie)(tie)(tie)液進(jin)行(xing)球(qiu)(qiu)化處(chu)理(li)時(shi)，同(tong)時(shi)發生孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)作(zuo)用(yong)(yong)，在澆(jiao)注前(qian)將鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)從球(qiu)(qiu)化包轉入(ru)澆(jiao)注包時(shi)在鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)表面加(jia)入(ru)0.2~0.3的(de)粒度為1~3mm的(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑作(zuo)為二次孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，可以(yi)youxiao防(fang)止孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)高(gao)(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)。 由(you)于(yu)鑄(zhu)態高(gao)(gao)強度高(gao)(gao)韌性灰口鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)件(jian)的(de)性能(neng)主要(yao)由(you)合金化后的(de)微觀基(ji)體組織保證，而珠(zhu)光體數量以(yi)及鐵(tie)(tie)(tie)素體基(ji)體強度主要(yao)依靠合金銅(tong)、錫(xi)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)體現，適(shi)當加(jia)強孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)，有利于(yu)鑄(zhu)件(jian)在保證抗拉強度達到600MP的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，有較強的(de)韌性，延(yan)伸(shen)率＞10，并能(neng)youxiaoxiaochu碳化物，有利于(yu)鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)補縮，減小鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)收縮傾向，防(fang)止鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)工(gong)(gong)作(zuo)臺（鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平臺）鑄(zhu)件(jian)產(chan)生疏松(song)。
我國的鑄(zhu)(zhu)造產業正在朝著一個新(xin)的攻(gong)堅時期(qi)發(fa)展。這不僅(jin)是(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)造鑄(zhu)(zhu)鐵工作(zuo)臺發(fa)展的新(xin)開端， 是(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)造產業由量到質的轉變新(xin)階段。創新(xin)是(shi)(shi)推(tui)動鑄(zhu)(zhu)造產品發(fa)展的重要推(tui)動力，不容忽視。
