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)造高強度高韌性(xing)鑄(zhu)鐵工作臺，在滿足 殊性(xing)能要(yao)求的(de)基(ji)礎(chu)上，減少了熱處理(li)環(huan)(huan)節(jie)，節(jie)約了中間運(yun)輸成本(ben)(ben)，縮短了供貨周期(qi)，是企業(ye)在制造過程中，努力(li)(li)追求的(de)方向， 別是當前市場競(jing)(jing)爭(zheng)激(ji)烈日趨熱化的(de)環(huan)(huan)境(jing)下，可以youxiao減低(di)企業(ye)生產成本(ben)(ben)，提(ti)高產品(pin)競(jing)(jing)爭(zheng)力(li)(li)。
通常強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)與(yu)(yu)塑性(xing)之間(jian)始(shi)終(zhong)存在矛盾，而隨著對(dui)合金(jin)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)基體組織認識的(de)(de)加(jia)深(shen)，對(dui)于金(jin)屬材料(liao)性(xing)能(neng) 殊要(yao)求(qiu)的(de)(de)不斷(duan)提高(gao)，要(yao)求(qiu)球墨鑄鐵強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)達(da)到600MP以(yi)上，同時要(yao)求(qiu)其(qi)具(ju)有(you)很(hen)好的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)韌(ren)(ren)性(xing)延伸率10以(yi)上，通過(guo)熱處理(li)很(hen)難同時保證強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)與(yu)(yu)韌(ren)(ren)性(xing)要(yao)求(qiu)，通過(guo)控制影(ying)響顯微組織的(de)(de)因素（化(hua)學成分，合金(jin)化(hua)，熔(rong)煉質量，球化(hua)孕育處理(li)、壁厚條(tiao)件、冷(leng)卻速度(du)等(deng)），可以(yi)滿足鑄態高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)，高(gao)韌(ren)(ren)性(xing)要(yao)求(qiu)，現簡單介紹其(qi)控制方法：
2 化學成分的選(xuan)擇
2.1 碳cujin鎂的(de)吸收(shou)，gaishan球(qiu)化(hua)、提(ti)高(gao)石(shi)墨球(qiu)的(de)圓(yuan)整度；提(ti)高(gao)鐵液的(de)流動性，減(jian)少鑄(zhu)鐵工作臺鑄(zhu)件(jian)的(de)疏松缺陷和縮凹(ao)傾向；能夠cujin石(shi)墨化(hua)，減(jian)小白口傾向。但是，過高(gao)的(de)碳又(you)容易產生石(shi)墨漂浮，使鑄(zhu)件(jian)綜合性能降低(di)。因此將碳控(kong)制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化元素，在球墨鑄鐵生產中由于硅的(de)(de)孕(yun)育(yu)作用，使珠光體和鐵素體的(de)(de)比例(li)(li)改變：Si控制在2.0~2.5有(you)利于珠光體組織(zhi)的(de)(de)生成，而為了(le)在保(bao)證強度達(da)到600MP的(de)(de)基礎上，延伸率達(da)到10，適當(dang)提高孕(yun)育(yu)效果(guo)，保(bao)證一定(ding)比例(li)(li)的(de)(de)鐵素體組織(zhi)，將硅控制在2.5~2.8。
2.3 錳(meng)使穩定珠光(guang)體元素，可以提(ti)高(gao)強(qiang)度(du)和硬(ying)度(du)，降(jiang)低(di)塑性(xing)和韌性(xing)；但錳(meng)易產生偏析，錳(meng)量過多，易在共晶團邊(bian)界形成化合物，降(jiang)低(di)鑄件的力學性(xing)能，對厚(hou)大鑄件 為嚴(yan)重(zhong)。
一般不采用錳(meng)作為鑄態形成珠光體的(de)元素，將(jiang)錳(meng)控制為<0.5。
2.4 硫與鎂(mei)、稀土(tu)親(qin)和力(li)很強(qiang)，消耗鐵液中的(de)球(qiu)化(hua)元素，形成(cheng)MgS、RES渣(zha)，降低球(qiu)化(hua)率；硫越高(gao)、消耗球(qiu)化(hua)劑越多、因此鐵液含(han)硫量高(gao)是造成(cheng)球(qiu)化(hua)元素殘(can)留量少而導(dao)致球(qiu)化(hua)不良的(de)主(zhu)要原因；另外，含(han)硫量高(gao)還容易產生夾渣(zha)、皮(pi)下氣孔等(deng)缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin) 磷(lin)在球鐵中(zhong)溶解(jie)度很低(di)，當磷(lin)超過某(mou)一含量(liang)時，易(yi)偏析于共晶團邊界形成(cheng)磷(lin)共晶，降低(di)鑄件的塑性、韌(ren)性和強(qiang)度，并且使(shi)鑄件產生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂(mei)和(he)稀(xi)土 鐵(tie)(tie)液中(zhong)有一定(ding)的(de)鎂(mei)和(he)稀(xi)土元素的(de)殘留量才能保證石墨(mo)成球。在稀(xi)土鎂(mei)球鐵(tie)(tie)中(zhong)，鎂(mei)起主(zhu)要球化(hua)(hua)作(zuo)用，稀(xi)土起輔助球化(hua)(hua)作(zuo)用，并起到凈化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)液、抗球化(hua)(hua)干(gan)擾(rao)元素的(de)作(zuo)用。將它們控制(zhi)在如下范圍：Mg殘0.030~0.05、RE殘0.030~0.05。
2.7銅(tong)+錫 銅(tong)在共晶(jing)轉(zhuan)變時，cujin石(shi)墨化，減少或xiaochu游(you)離滲碳體(ti)(ti)的(de)形(xing)(xing)成；在共析轉(zhuan)變時，cujin珠(zhu)光體(ti)(ti)的(de)形(xing)(xing)成，可減少或完全控(kong)制鐵素體(ti)(ti)的(de)形(xing)(xing)成；對(dui)基體(ti)(ti)固溶強化。是(shi)鑄(zhu)態(tai)高強度高韌性(xing)球墨鑄(zhu)鐵生產中，理想的(de)合金元素。而銅(tong)量小于0.4時，對(dui)于大量增加珠(zhu)光體(ti)(ti)數量沒(mei)有(you)明顯影響(xiang)，對(dui)于薄壁鑄(zhu)件(jian)采用銅(tong)作為(wei)(wei)合金元素保(bao)證(zheng)強韌性(xing)要求是(shi)為(wei)(wei)理想的(de)選擇，根(gen)據壁厚(hou)條(tiao)件(jian)，控(kong)制Cu的(de)范圍為(wei)(wei)0.20~0.50；
3 鐵液的熔(rong)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 球化及孕(yun)育(yu)處理(li)
4.1 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)與鐵液(ye)質量有(you)(you)關：原鐵液(ye)中(zhong)(zhong)含(han)硫量不同，選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)含(han)稀(xi)土量不同的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，即使(shi)利用(yong)(yong)(yong)電爐熔(rong)煉，如果使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)生鐵中(zhong)(zhong)含(han)硫及其它雜質元素多，原鐵水含(han)S＞0.03，則選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)；S＜0.03時，則選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)低稀(xi)土的(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)質量不僅與化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學成分有(you)(you)關，而且與粒度(du)也(ye)有(you)(you)一定的(de)關系，生產實踐過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，粒度(du)過(guo)大(da)，不易快速溶解(jie)，使(shi)反應(ying)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時間(jian)長，導致球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)上(shang)浮至鐵液(ye)表面(mian)燒損，鎂的(de)吸收率下降(jiang)，影響球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同時，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒度(du)過(guo)小(xiao)， 別是呈(cheng)粉末狀的(de)比例要嚴格控制，因為鐵水溫(wen)(wen)度(du)高，容易直(zhi)接(jie)燒損，溫(wen)(wen)度(du)低則，直(zhi)接(jie)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。生產過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒度(du)主要還(huan)是取決(jue)于球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包的(de)大(da)小(xiao)和球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)：生產過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理溫(wen)(wen)度(du)15100C~15400 C，因此(ci)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒度(du)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)5~30 mm，超標粒度(du)的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)應(ying)小(xiao)于5。
4.2 鑄(zhu)鐵(tie)(tie)工作臺孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)處(chu)理 孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑選用常(chang)用的(de)(de)75FeSi，為(wei)提(ti)高孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效(xiao)(xiao)果(guo)，并合理控制(zhi)終硅量根據生產(chan)條件，采用二次(ci)(ci)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)處(chu)理方式：采用沖入(ru)(ru)法球化(hua)(hua)(hua)時(shi)在球化(hua)(hua)(hua)劑表(biao)面(mian)加入(ru)(ru)0.4的(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑，孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑粒度(du)(du)3~8 mm，待沖入(ru)(ru)鐵(tie)(tie)液進(jin)行球化(hua)(hua)(hua)處(chu)理時(shi)，同時(shi)發生孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)作用，在澆(jiao)注前(qian)將(jiang)鐵(tie)(tie)水從球化(hua)(hua)(hua)包(bao)轉(zhuan)入(ru)(ru)澆(jiao)注包(bao)時(shi)在鐵(tie)(tie)水表(biao)面(mian)加入(ru)(ru)0.2~0.3的(de)(de)粒度(du)(du)為(wei)1~3mm的(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑作為(wei)二次(ci)(ci)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)，可以(yi)youxiao防(fang)止孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)高孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效(xiao)(xiao)果(guo)。 由于鑄(zhu)態高強(qiang)(qiang)度(du)(du)高韌(ren)性灰口鑄(zhu)鐵(tie)(tie)件的(de)(de)性能主(zhu)(zhu)要由合金(jin)化(hua)(hua)(hua)后的(de)(de)微(wei)觀基體(ti)(ti)組織保證，而珠(zhu)光體(ti)(ti)數量以(yi)及鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)基體(ti)(ti)強(qiang)(qiang)度(du)(du)主(zhu)(zhu)要依靠(kao)合金(jin)銅、錫的(de)(de)作用體(ti)(ti)現(xian)，適當加強(qiang)(qiang)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效(xiao)(xiao)果(guo)，有利于鑄(zhu)件在保證抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)達到600MP的(de)(de)前(qian)提(ti)下，有較(jiao)強(qiang)(qiang)的(de)(de)韌(ren)性，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)(hua)(hua)物，有利于鐵(tie)(tie)水補縮，減小鐵(tie)(tie)水收縮傾向(xiang)，防(fang)止鑄(zhu)鐵(tie)(tie)工作臺（鑄(zhu)鐵(tie)(tie)平臺）鑄(zhu)件產(chan)生疏松。
我國的(de)鑄造產(chan)業(ye)正(zheng)在朝(chao)著一(yi)個新(xin)(xin)的(de)攻堅時期發(fa)展。這不僅是(shi)(shi)鑄造鑄鐵(tie)工(gong)作臺發(fa)展的(de)新(xin)(xin)開端， 是(shi)(shi)鑄造產(chan)業(ye)由(you)量到質的(de)轉(zhuan)變新(xin)(xin)階段。創新(xin)(xin)是(shi)(shi)推(tui)動(dong)鑄造產(chan)品發(fa)展的(de)重(zhong)要推(tui)動(dong)力，不容忽(hu)視(shi)。
