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(zao)高強度高韌性鑄(zhu)鐵工作臺，在(zai)滿足 殊(shu)性能要求的(de)基礎(chu)上，減少(shao)了(le)熱處(chu)理(li)環(huan)節(jie)(jie)，節(jie)(jie)約了(le)中間運輸成本，縮短了(le)供(gong)貨周(zhou)期，是(shi)企業在(zai)制造(zao)過程中，努力(li)追求的(de)方(fang)向(xiang)， 別是(shi)當前市場(chang)競(jing)爭激烈日趨熱化的(de)環(huan)境下，可以youxiao減低企業生產成本，提高產品(pin)競(jing)爭力(li)。
通(tong)(tong)常強(qiang)(qiang)度(du)(du)與塑(su)性(xing)之間始終存(cun)在矛盾，而隨著(zhu)對合金(jin)強(qiang)(qiang)化(hua)基體組織認識的(de)加深，對于金(jin)屬材料性(xing)能 殊要(yao)求(qiu)的(de)不斷提高(gao)，要(yao)求(qiu)球墨鑄鐵強(qiang)(qiang)度(du)(du)達到600MP以上，同時要(yao)求(qiu)其具有很好的(de)強(qiang)(qiang)韌(ren)性(xing)延伸率10以上，通(tong)(tong)過熱處(chu)理很難(nan)同時保證(zheng)強(qiang)(qiang)度(du)(du)與韌(ren)性(xing)要(yao)求(qiu)，通(tong)(tong)過控制(zhi)影(ying)響顯(xian)微組織的(de)因素（化(hua)學成分，合金(jin)化(hua)，熔煉質量(liang)，球化(hua)孕育處(chu)理、壁厚(hou)條件、冷卻(que)速度(du)(du)等(deng)），可以滿足(zu)鑄態高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，高(gao)韌(ren)性(xing)要(yao)求(qiu)，現簡單(dan)介紹其控制(zhi)方(fang)法：
2 化學成分(fen)的選擇(ze)
2.1 碳cujin鎂(mei)的(de)吸收，gaishan球(qiu)化、提高石墨球(qiu)的(de)圓整(zheng)度；提高鐵液的(de)流動性，減少鑄鐵工作臺(tai)鑄件的(de)疏(shu)松缺陷(xian)和(he)縮凹(ao)傾向(xiang)(xiang)；能(neng)夠cujin石墨化，減小白口(kou)傾向(xiang)(xiang)。但是，過(guo)高的(de)碳又容易產生石墨漂浮，使鑄件綜合性能(neng)降低。因此將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅(gui) cujin石(shi)墨化元素(su)(su)，在(zai)球墨鑄鐵(tie)生(sheng)產中由于硅(gui)的孕育作(zuo)用(yong)，使(shi)珠光體(ti)和(he)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的比例改(gai)變：Si控制在(zai)2.0~2.5有(you)利于珠光體(ti)組織的生(sheng)成，而為了在(zai)保證強度達到(dao)600MP的基(ji)礎上，延伸率(lv)達到(dao)10，適(shi)當提高(gao)孕育效(xiao)果，保證一定比例的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)組織，將硅(gui)控制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩定(ding)珠光(guang)體元(yuan)素，可以(yi)提高強度(du)和(he)硬度(du)，降低塑性和(he)韌性；但錳易產生偏析(xi)，錳量過多，易在共晶(jing)團邊界形成化合物，降低鑄件的力學性能，對厚大(da)鑄件 為嚴重。
一(yi)般(ban)不采用(yong)錳(meng)作為(wei)鑄態形成(cheng)珠光體的元素，將錳(meng)控制為(wei)<0.5。
2.4 硫與鎂、稀土親和力很(hen)強，消耗鐵液中的球化(hua)元素，形成(cheng)MgS、RES渣，降低球化(hua)率；硫越高、消耗球化(hua)劑越多(duo)、因(yin)(yin)此(ci)鐵液含硫量(liang)高是造成(cheng)球化(hua)元素殘留量(liang)少而導致球化(hua)不良的主要原因(yin)(yin)；另外(wai)，含硫量(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(zhong)溶解度(du)(du)很低，當磷超過某一含量時，易偏(pian)析(xi)于共(gong)(gong)晶團邊界形成磷共(gong)(gong)晶，降低鑄件(jian)的塑性(xing)、韌(ren)性(xing)和強度(du)(du)，并且使鑄件(jian)產(chan)生冷裂(lie)。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀(xi)(xi)土 鐵液中有一(yi)定的鎂和稀(xi)(xi)土元素的殘留量(liang)才能保證石(shi)墨成球(qiu)(qiu)。在稀(xi)(xi)土鎂球(qiu)(qiu)鐵中，鎂起(qi)(qi)(qi)主要球(qiu)(qiu)化作用，稀(xi)(xi)土起(qi)(qi)(qi)輔助球(qiu)(qiu)化作用，并起(qi)(qi)(qi)到(dao)凈化鐵液、抗球(qiu)(qiu)化干擾元素的作用。將它們控制在如(ru)下范圍(wei)：Mg殘0.030~0.05、RE殘0.030~0.05。
2.7銅+錫 銅在共晶轉(zhuan)變時，cujin石墨(mo)化(hua)，減(jian)少或(huo)xiaochu游離滲碳體(ti)(ti)的形成(cheng)；在共析轉(zhuan)變時，cujin珠光體(ti)(ti)的形成(cheng)，可減(jian)少或(huo)完全控(kong)制(zhi)鐵素體(ti)(ti)的形成(cheng)；對基體(ti)(ti)固溶強化(hua)。是鑄(zhu)態(tai)高強度高韌(ren)性球墨(mo)鑄(zhu)鐵生(sheng)產中，理想的合金元(yuan)素。而銅量小于(yu)0.4時，對于(yu)大(da)量增(zeng)加珠光體(ti)(ti)數量沒有明顯(xian)影響，對于(yu)薄壁鑄(zhu)件采用(yong)銅作為(wei)(wei)合金元(yuan)素保證強韌(ren)性要求是為(wei)(wei)理想的選擇(ze)，根據壁厚條件，控(kong)制(zhi)Cu的范(fan)圍為(wei)(wei)0.20~0.50；
3 鐵(tie)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 球化及孕育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)與鐵(tie)液質量(liang)有關：原鐵(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)硫(liu)量(liang)不(bu)同，選(xuan)用(yong)(yong)(yong)含(han)(han)稀土量(liang)不(bu)同的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，即使(shi)(shi)利(li)用(yong)(yong)(yong)電(dian)爐熔煉，如果(guo)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)生鐵(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)硫(liu)及其(qi)它雜質元(yuan)素多，原鐵(tie)水含(han)(han)S＞0.03，則(ze)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)；S＜0.03時，則(ze)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)低稀土的(de)(de)(de)FeSiMg8RE5或(huo)FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)質量(liang)不(bu)僅與化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學成分有關，而且與粒度(du)(du)(du)(du)也有一定的(de)(de)(de)關系，生產(chan)實踐過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，粒度(du)(du)(du)(du)過(guo)大，不(bu)易快(kuai)速(su)溶解(jie)，使(shi)(shi)反應熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時間長，導致(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)上浮至鐵(tie)液表面燒(shao)損(sun)，鎂的(de)(de)(de)吸(xi)收率下降，影響(xiang)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果(guo)；同時，球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)粒度(du)(du)(du)(du)過(guo)小， 別(bie)是呈粉末狀的(de)(de)(de)比例要嚴(yan)格控(kong)制，因為鐵(tie)水溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)高(gao)，容易直接(jie)(jie)燒(shao)損(sun)，溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)低則(ze)，直接(jie)(jie)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。生產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)粒度(du)(du)(du)(du)主要還是取決于球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包的(de)(de)(de)大小和球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)：生產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處理溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)粒度(du)(du)(du)(du)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)5~30 mm，超標(biao)粒度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)應小于5。
4.2 鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)工作(zuo)臺孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理(li)(li) 孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)選用(yong)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)75FeSi，為提(ti)(ti)(ti)高(gao)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果，并(bing)(bing)合(he)理(li)(li)控制終硅量(liang)根據生產條件(jian)，采用(yong)二次孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理(li)(li)方式：采用(yong)沖入法球化(hua)時(shi)(shi)在球化(hua)劑(ji)表面加(jia)入0.4的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)，孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)粒度(du)3~8 mm，待沖入鐵(tie)(tie)液進(jin)行球化(hua)處理(li)(li)時(shi)(shi)，同時(shi)(shi)發(fa)生孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)作(zuo)用(yong)，在澆(jiao)注前將鐵(tie)(tie)水(shui)從(cong)球化(hua)包轉入澆(jiao)注包時(shi)(shi)在鐵(tie)(tie)水(shui)表面加(jia)入0.2~0.3的(de)(de)(de)(de)粒度(du)為1~3mm的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)作(zuo)為二次孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，可以(yi)youxiao防止孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)(ti)(ti)高(gao)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果。 由(you)于鑄(zhu)(zhu)態高(gao)強度(du)高(gao)韌性(xing)灰(hui)口鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)件(jian)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能主要由(you)合(he)金(jin)化(hua)后的(de)(de)(de)(de)微觀基體(ti)(ti)組織保證，而珠光(guang)體(ti)(ti)數(shu)量(liang)以(yi)及鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)基體(ti)(ti)強度(du)主要依靠合(he)金(jin)銅、錫的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)體(ti)(ti)現(xian)，適當(dang)加(jia)強孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果，有利于鑄(zhu)(zhu)件(jian)在保證抗拉強度(du)達到600MP的(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)(ti)下，有較強的(de)(de)(de)(de)韌性(xing)，延伸率＞10，并(bing)(bing)能youxiaoxiaochu碳化(hua)物(wu)，有利于鐵(tie)(tie)水(shui)補縮，減小鐵(tie)(tie)水(shui)收縮傾向，防止鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)工作(zuo)臺（鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺）鑄(zhu)(zhu)件(jian)產生疏(shu)松。
我國的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造產(chan)業正在(zai)朝著一個新的(de)(de)攻(gong)堅時期(qi)發展。這不僅(jin)是(shi)鑄(zhu)(zhu)造鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)工作臺發展的(de)(de)新開端(duan)， 是(shi)鑄(zhu)(zhu)造產(chan)業由量到質(zhi)的(de)(de)轉變(bian)新階段。創新是(shi)推(tui)動鑄(zhu)(zhu)造產(chan)品發展的(de)(de)重要推(tui)動力，不容忽視(shi)。
