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)(gao)強度高(gao)(gao)韌(ren)性鑄(zhu)鐵工(gong)作臺(tai)，在滿足(zu) 殊性能要求的基礎上，減少了熱處理(li)環節，節約了中間運輸成(cheng)本，縮短了供(gong)貨周(zhou)期，是(shi)企業在制造過(guo)程(cheng)中，努力追求的方(fang)向， 別是(shi)當前(qian)市場競爭激烈日趨熱化的環境下(xia)，可以youxiao減低企業生產成(cheng)本，提高(gao)(gao)產品(pin)競爭力。
通常強(qiang)度(du)與塑(su)性(xing)之間始終(zhong)存在(zai)矛盾，而隨著(zhu)對合金(jin)強(qiang)化(hua)基體組織認識的(de)(de)加深，對于金(jin)屬材料性(xing)能 殊要(yao)求的(de)(de)不斷提高(gao)，要(yao)求球(qiu)墨鑄鐵強(qiang)度(du)達到600MP以上(shang)，同(tong)時要(yao)求其(qi)具有很好的(de)(de)強(qiang)韌性(xing)延伸率10以上(shang)，通過熱處理很難同(tong)時保證強(qiang)度(du)與韌性(xing)要(yao)求，通過控(kong)制(zhi)(zhi)影響(xiang)顯(xian)微組織的(de)(de)因素(su)（化(hua)學成分，合金(jin)化(hua)，熔煉質(zhi)量，球(qiu)化(hua)孕(yun)育處理、壁厚條件、冷卻速度(du)等(deng)），可以滿(man)足(zu)鑄態高(gao)強(qiang)度(du)，高(gao)韌性(xing)要(yao)求，現簡單介紹其(qi)控(kong)制(zhi)(zhi)方法(fa)：
2 化學成分的選擇
2.1 碳cujin鎂的(de)吸收，gaishan球(qiu)化、提高石墨(mo)球(qiu)的(de)圓整度；提高鐵(tie)液的(de)流動性，減少鑄(zhu)鐵(tie)工作(zuo)臺鑄(zhu)件的(de)疏松缺陷(xian)和(he)縮凹傾(qing)向；能夠cujin石墨(mo)化，減小白口傾(qing)向。但是，過(guo)高的(de)碳又(you)容易產生石墨(mo)漂浮(fu)，使鑄(zhu)件綜合性能降低(di)。因此(ci)將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化(hua)元素(su)，在(zai)球(qiu)墨鑄鐵(tie)生產(chan)中由于硅的(de)孕(yun)育作用，使珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)比例改變：Si控(kong)制(zhi)在(zai)2.0~2.5有利于珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)組織的(de)生成(cheng)，而為了在(zai)保證強(qiang)度達到600MP的(de)基(ji)礎上(shang)，延伸(shen)率(lv)達到10，適當(dang)提高孕(yun)育效果，保證一定比例的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組織，將(jiang)硅控(kong)制(zhi)在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳(meng)使穩定珠光(guang)體元(yuan)素(su)，可以提高強(qiang)度和硬(ying)度，降低塑性和韌性；但錳(meng)易產(chan)生偏析，錳(meng)量過(guo)多(duo)，易在共晶團邊(bian)界形(xing)成(cheng)化(hua)合物(wu)，降低鑄(zhu)(zhu)件的力學性能(neng)，對厚(hou)大鑄(zhu)(zhu)件 為(wei)嚴重。
一般不(bu)采用錳作為(wei)鑄態形成珠光體的元素，將錳控制為(wei)<0.5。
2.4 硫(liu)與鎂(mei)、稀土親和(he)力很(hen)強，消(xiao)耗鐵(tie)液中的(de)球(qiu)化(hua)元(yuan)素，形成MgS、RES渣，降低球(qiu)化(hua)率；硫(liu)越(yue)高、消(xiao)耗球(qiu)化(hua)劑越(yue)多、因此鐵(tie)液含硫(liu)量(liang)高是造(zao)成球(qiu)化(hua)元(yuan)素殘(can)留量(liang)少而導致(zhi)球(qiu)化(hua)不(bu)良的(de)主要(yao)原因；另外，含硫(liu)量(liang)高還容易產生夾渣、皮下氣孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷 磷在球鐵中溶解度很低，當磷超過某一含量時，易偏析于共(gong)晶(jing)團邊界形成磷共(gong)晶(jing)，降低鑄件的塑(su)性(xing)、韌性(xing)和(he)強度，并且(qie)使鑄件產生(sheng)冷(leng)裂(lie)。因(yin)此P <0.05 。
2.6 鎂(mei)和稀(xi)土(tu) 鐵(tie)液中有一定的鎂(mei)和稀(xi)土(tu)元素的殘(can)留量才能保證石(shi)墨(mo)成球(qiu)。在稀(xi)土(tu)鎂(mei)球(qiu)鐵(tie)中，鎂(mei)起(qi)主(zhu)要球(qiu)化作用，稀(xi)土(tu)起(qi)輔助球(qiu)化作用，并起(qi)到凈化鐵(tie)液、抗球(qiu)化干擾元素的作用。將(jiang)它(ta)們控制在如下(xia)范(fan)圍：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅(tong)+錫 銅(tong)在(zai)共(gong)晶轉(zhuan)變(bian)時，cujin石墨化(hua)，減(jian)少或xiaochu游離(li)滲碳體(ti)(ti)的形成；在(zai)共(gong)析轉(zhuan)變(bian)時，cujin珠光體(ti)(ti)的形成，可(ke)減(jian)少或完(wan)全(quan)控制鐵素體(ti)(ti)的形成；對基體(ti)(ti)固溶強化(hua)。是鑄(zhu)態高強度高韌性(xing)球墨鑄(zhu)鐵生產中，理(li)想(xiang)的合(he)金元(yuan)素。而銅(tong)量(liang)小于(yu)0.4時，對于(yu)大量(liang)增加珠光體(ti)(ti)數量(liang)沒(mei)有明顯影響，對于(yu)薄壁鑄(zhu)件(jian)采用銅(tong)作為合(he)金元(yuan)素保證(zheng)強韌性(xing)要求是為理(li)想(xiang)的選擇，根據(ju)壁厚條件(jian)，控制Cu的范(fan)圍為0.20~0.50；
3 鐵液的熔煉(lian)
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 球化及孕育處理(li)
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選用 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選用與(yu)鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)質量(liang)有(you)關：原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)中含硫量(liang)不(bu)同，選用含稀(xi)(xi)土(tu)量(liang)不(bu)同的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，即(ji)使(shi)利用電爐熔煉，如果使(shi)用的(de)(de)生(sheng)鐵(tie)(tie)中含硫及其它雜質元素多，原鐵(tie)(tie)水(shui)含S＞0.03，則選用FeSiMg8RE7的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)；S＜0.03時，則選用低稀(xi)(xi)土(tu)的(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)質量(liang)不(bu)僅與(yu)化(hua)(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分有(you)關，而且(qie)與(yu)粒(li)度(du)(du)(du)(du)也有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)關系(xi)，生(sheng)產實踐(jian)過程中，粒(li)度(du)(du)(du)(du)過大，不(bu)易快(kuai)速(su)溶解，使(shi)反應(ying)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)時間長，導致球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)上浮至鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)表面燒(shao)(shao)損，鎂的(de)(de)吸(xi)收率下降，影響球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同時，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)度(du)(du)(du)(du)過小， 別是呈粉(fen)末狀(zhuang)的(de)(de)比例要嚴格控(kong)制(zhi)，因為(wei)鐵(tie)(tie)水(shui)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)高，容(rong)易直接燒(shao)(shao)損，溫(wen)度(du)(du)(du)(du)低則，直接氧化(hua)(hua)(hua)(hua)。生(sheng)產過程中球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)度(du)(du)(du)(du)主要還是取決于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)包的(de)(de)大小和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)：生(sheng)產過程中使(shi)用300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)處理溫(wen)度(du)(du)(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)度(du)(du)(du)(du)選用5~30 mm，超標(biao)粒(li)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)應(ying)小于5。
4.2 鑄(zhu)(zhu)鐵工作(zuo)臺(tai)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)處(chu)理 孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)常(chang)用(yong)(yong)(yong)的75FeSi，為提高孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)效(xiao)果(guo)，并合理控制終(zhong)硅量根據(ju)生(sheng)產條件，采用(yong)(yong)(yong)二次(ci)(ci)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)處(chu)理方式：采用(yong)(yong)(yong)沖(chong)入(ru)法球(qiu)(qiu)化(hua)時(shi)在(zai)球(qiu)(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)表面加(jia)入(ru)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)(du)3~8 mm，待沖(chong)入(ru)鐵液進行球(qiu)(qiu)化(hua)處(chu)理時(shi)，同時(shi)發生(sheng)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)，在(zai)澆(jiao)注(zhu)前(qian)將鐵水(shui)從(cong)球(qiu)(qiu)化(hua)包(bao)轉(zhuan)入(ru)澆(jiao)注(zhu)包(bao)時(shi)在(zai)鐵水(shui)表面加(jia)入(ru)0.2~0.3的粒度(du)(du)為1~3mm的孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)作(zuo)為二次(ci)(ci)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)，可以youxiao防(fang)止孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)衰退提高孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)效(xiao)果(guo)。 由于鑄(zhu)(zhu)態高強(qiang)度(du)(du)高韌性灰口(kou)鑄(zhu)(zhu)鐵件的性能(neng)主(zhu)要由合金(jin)化(hua)后的微觀基體(ti)組織(zhi)保證(zheng)，而珠(zhu)光體(ti)數量以及鐵素體(ti)基體(ti)強(qiang)度(du)(du)主(zhu)要依靠合金(jin)銅、錫的作(zuo)用(yong)(yong)(yong)體(ti)現，適當加(jia)強(qiang)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)效(xiao)果(guo)，有(you)(you)利于鑄(zhu)(zhu)件在(zai)保證(zheng)抗拉(la)強(qiang)度(du)(du)達(da)到600MP的前(qian)提下，有(you)(you)較強(qiang)的韌性，延伸率＞10，并能(neng)youxiaoxiaochu碳化(hua)物，有(you)(you)利于鐵水(shui)補縮(suo)，減小鐵水(shui)收(shou)縮(suo)傾向，防(fang)止鑄(zhu)(zhu)鐵工作(zuo)臺(tai)（鑄(zhu)(zhu)鐵平臺(tai)）鑄(zhu)(zhu)件產生(sheng)疏(shu)松(song)。
我(wo)國的(de)鑄(zhu)(zhu)造產業正在朝著一(yi)個新的(de)攻堅(jian)時期發展。這(zhe)不(bu)僅是鑄(zhu)(zhu)造鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)工(gong)作(zuo)臺發展的(de)新開端， 是鑄(zhu)(zhu)造產業由量到質的(de)轉變(bian)新階段。創新是推動鑄(zhu)(zhu)造產品發展的(de)重要推動力，不(bu)容忽視。
