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(rong)煉：增碳(tan)技(ji)術(shu)的應用是(shi)解決鐵(tie)液(ye)收縮的關鍵技(ji)術(shu)。由(you)于(yu)鐵(tie)液(ye)凝固過程中的石墨(mo)(mo)析(xi)出(chu)產生石墨(mo)(mo)化膨脹(zhang)作用，良好的石墨(mo)(mo)化會(hui)減少鐵(tie)液(ye)的收縮傾向(xiang)，因此，增碳(tan)技(ji)術(shu)是(shi)好的工藝。
由于加入增(zeng)碳(tan)劑提高(gao)了鐵液(ye)(ye)的石墨(mo)化能力(li)，因此(ci)，采用全廢鋼(gang)熔煉(lian)加增(zeng)碳(tan)劑的工藝，鐵液(ye)(ye)的收縮傾向反而 小。這(zhe)(zhe)是 重要的一個(ge)觀(guan)念轉變，傳統的觀(guan)念是認為(wei)多(duo)加廢鋼(gang)會(hui)zengda鐵液(ye)(ye)的收縮傾向，這(zhe)(zhe)樣我們(men) 容易走入一個(ge)誤區，不愿(yuan)意多(duo)用廢鋼(gang)，而喜歡多(duo)用一些生鐵。
多用生鐵(tie)的缺點(dian)是：生鐵(tie)中(zhong)(zhong)有許多粗大(da)(da)的過(guo)(guo)共晶石(shi)墨(mo)(mo)，這種(zhong)粗大(da)(da)的石(shi)墨(mo)(mo)具有遺傳(chuan)(chuan)性(xing)，如果低溫熔煉，粗大(da)(da)的石(shi)墨(mo)(mo)難以xiaochu，粗大(da)(da)的石(shi)墨(mo)(mo)從液態遺傳(chuan)(chuan)到(dao)了固(gu)態，使(shi)凝(ning)固(gu)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)本來(lai)由于石(shi)墨(mo)(mo)析出(chu)應該產生的膨(peng)脹作(zuo)用削(xue)弱，因(yin)此使(shi)鐵(tie)液凝(ning)固(gu)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)的收縮傾向(xiang)zengda，粗大(da)(da)的石(shi)墨(mo)(mo)又然降低了材料的性(xing)能(neng)。
(2)提高鑄鐵平板原鐵液的硅量，控制孕(yun)育
灰鑄鐵中的(de)硅一部分是原鐵液中的(de)硅，一部分是孕育帶入的(de)硅。
許多人喜歡(huan)原鐵(tie)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)低點(dian)，然(ran)后用(yong)(yong)(yong)很大(da)的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，這種(zhong)做法并不(bu)(bu)科學：大(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)是不(bu)(bu)可(ke)取的(de)(de)(de)，這會zengda收(shou)縮(suo)傾向。孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)是為了(le)增加結晶核心的(de)(de)(de)數量(liang)(liang)(liang)，cujin石(shi)墨(mo)化(hua)，少(shao)(shao)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)（0.2～0.4） 可(ke)以(yi)達到這個(ge)目的(de)(de)(de)。從(cong)工藝控(kong)制(zhi)來說(shuo)，孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)應該相(xiang)應穩(wen)定，不(bu)(bu)能有過大(da)的(de)(de)(de)變化(hua)。這 要求原鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)(liang)也要相(xiang)應穩(wen)定。提高(gao)原鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)(liang)，既可(ke)以(yi)減少(shao)(shao)白口和收(shou)縮(suo)傾向，又能發(fa)(fa)揮硅(gui)(gui)固溶(rong)強化(hua)基體的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)，性能反(fan)而不(bu)(bu)降低。目前比較科學的(de)(de)(de)做法是提高(gao)灰鑄鐵(tie)原鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)含(han)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)(liang)，孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)控(kong)制(zhi)在0.3左(zuo)右，這樣(yang)可(ke)以(yi)發(fa)(fa)揮硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)固溶(rong)強化(hua)作用(yong)(yong)(yong)，對(dui)(dui)提高(gao)強度有利(li)(li)，也對(dui)(dui)減少(shao)(shao)鑄件收(shou)縮(suo)有利(li)(li) 。
（3）合金化(hua)的(de)方法對鑄鐵平板鐵液收縮有很(hen)大影響
合金化能(neng)youxiao提高(gao)鑄鐵的性能(neng)，我們常用的合金元素(su)是(shi)鉻、鉬、銅、錫、鎳(nie)。
鉻(ge)(ge)：鉻(ge)(ge)能youxiao地提(ti)高(gao)灰鑄鐵的(de)性(xing)能，隨著加入(ru)量(liang)的(de)增加，性(xing)能會(hui)(hui)一直提(ti)高(gao)。鉻(ge)(ge)的(de)白(bai)口(kou)傾(qing)向(xiang)比較大(da)，這(zhe)是(shi)大(da)家顧忌的(de)問題。加入(ru)量(liang)太大(da)，會(hui)(hui)出現(xian)碳(tan)化(hua)物。至于鉻(ge)(ge)量(liang)的(de)上限(xian)(xian)如何(he)控制，不同(tong)的(de)加鉻(ge)(ge)工藝，上限(xian)(xian)有(you)所不同(tong)，如果鉻(ge)(ge)加入(ru)到原鐵液中，其(qi)上限(xian)(xian)不要超過0.35，提(ti)高(gao)原鐵液中的(de)鉻(ge)(ge)量(liang)會(hui)(hui)使(shi)鐵液白(bai)口(kou)傾(qing)向(xiang)和收縮傾(qing)向(xiang)加大(da)， 有(you)害。
另一(yi)種加(jia)鉻(ge)(ge)的(de)工(gong)藝不是提高 原鐵(tie)液鉻(ge)(ge)是，而(er)是將鉻(ge)(ge)加(jia)入(ru)到鐵(tie)液包中(zhong)，用沖入(ru)法(fa)沖入(ru)，這(zhe)種工(gong)藝會(hui)大大減少鐵(tie)液的(de)白口和(he)收縮傾(qing)向，同(tong)前一(yi)種工(gong)藝相比，同(tong)樣(yang)的(de)鉻(ge)(ge)量，白口和(he)收縮傾(qing)向會(hui)減少一(yi)半以上，這(zhe)種加(jia)鉻(ge)(ge)方式，鉻(ge)(ge)的(de)上限(xian)可以控制到0.45。
鉬(mu)(mu)：鉬(mu)(mu)的(de) 性與鉻 相似，不(bu)再作具體描(miao)述。由于鉬(mu)(mu)的(de)價格昂貴，加鉬(mu)(mu)會大幅(fu)度增加成本。因此，應盡可能(neng)少加鉬(mu)(mu)，多(duo)加一些(xie)鉻。
用(yong)沖入法(fa)加鉻、加鉬是減(jian)少合金化(hua)收縮(suo)的youxiao措施。
（4）鑄(zhu)鐵平板（鑄(zhu)鐵平臺）鐵液澆注溫度對(dui)收(shou)縮的影響
溫(wen)(wen)度高(gao)(gao)鐵(tie)液收(shou)縮傾向大，這是(shi)大家都(dou)有(you)的(de)經驗。要控(kong)制(zhi)澆注溫(wen)(wen)度在合理的(de)范圍內是(shi) 重要的(de)，澆注溫(wen)(wen)度如果高(gao)(gao)于工藝規定的(de)合理的(de)溫(wen)(wen)度20～30℃，收(shou)縮傾向 會大幅增加(jia)。生產(chan)中要注意這樣一(yi)(yi)(yi)種現象，沒(mei)有(you)自動保溫(wen)(wen)功(gong)能的(de)電爐(lu)(lu)，可(ke)能會使鐵(tie)液溫(wen)(wen)度升高(gao)(gao)，一(yi)(yi)(yi)包(bao)鐵(tie)液的(de)澆注溫(wen)(wen)度會低一(yi)(yi)(yi)些(xie)，隨后溫(wen)(wen)度會越來越高(gao)(gao)，如果不加(jia)以控(kong)制(zhi)， 有(you)可(ke)能產(chan)生收(shou)縮廢品。生產(chan)中一(yi)(yi)(yi)包(bao)鐵(tie)液要燙(tang)包(bao)，燙(tang)好的(de)包(bao)再用(yong)，而且一(yi)(yi)(yi)包(bao)鐵(tie)液澆注溫(wen)(wen)度要控(kong)制(zhi)在下限，不要在上限，防止(zhi)溫(wen)(wen)度不斷升高(gao)(gao)。電爐(lu)(lu)熔煉控(kong)制(zhi)好澆注溫(wen)(wen)度，是(shi)防止(zhi)鑄件產(chan)生收(shou)縮廢品的(de)關鍵措施。
（5）鐵液氧(yang)化傾(qing)向不容忽略：氧(yang)化大(da)，收縮大(da)。
鐵(tie)液(ye)(ye)氧(yang)化傾向大是 有害的(de)(de)，也會(hui)zengda收縮(suo)傾向。為了降(jiang)低鐵(tie)液(ye)(ye)氧(yang)化，沖天爐熔煉(lian)(lian)(lian) 要(yao)(yao)實現快速熔煉(lian)(lian)(lian)。現在國外的(de)(de)電(dian)爐熔煉(lian)(lian)(lian)技術(shu)可(ke)以做(zuo)到加入的(de)(de)鐵(tie)料在幾分鐘內(nei)快速熔化，大大縮(suo)短了鐵(tie)料在高溫氧(yang)化階段的(de)(de)時(shi)間，氧(yang)化傾向大幅降(jiang)低，同時(shi)由于電(dian)爐增碳技術(shu)的(de)(de)應用(yong)，使鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)氧(yang)化進一步降(jiang)低，所以電(dian)爐熔煉(lian)(lian)(lian)也可(ke)以生產(chan)出低氧(yang)化、低收縮(suo)的(de)(de)鐵(tie)液(ye)(ye)。只要(yao)(yao)嚴格控(kong)制好澆注溫度，用(yong)電(dian)爐熔煉(lian)(lian)(lian)生產(chan)復雜的(de)(de)缸體、缸蓋鑄件也很有優勢(shi)。
