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)(zhu)造高(gao)強度(du)高(gao)韌(ren)性(xing)鑄(zhu)(zhu)鐵工作臺，在滿足 殊性(xing)能要求的基礎上，減少了(le)熱處理環節(jie)(jie)，節(jie)(jie)約了(le)中(zhong)間運輸成本，縮(suo)短了(le)供貨周期，是企業在制造過程中(zhong)，努力追求的方向， 別是當前(qian)市(shi)場競(jing)爭(zheng)激烈日趨熱化(hua)的環境下(xia)，可以youxiao減低(di)企業生(sheng)產成本，提高(gao)產品競(jing)爭(zheng)力。
通常強度(du)(du)與塑性之(zhi)間始終存在矛盾，而隨(sui)著對合(he)金強化基(ji)體組(zu)織認(ren)識的(de)加深，對于金屬材(cai)料性能(neng) 殊要(yao)求的(de)不斷提(ti)高，要(yao)求球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)強度(du)(du)達到600MP以上，同(tong)時要(yao)求其(qi)具有很(hen)好(hao)的(de)強韌性延(yan)伸(shen)率10以上，通過(guo)(guo)熱處(chu)理很(hen)難同(tong)時保證強度(du)(du)與韌性要(yao)求，通過(guo)(guo)控制影響顯微(wei)組(zu)織的(de)因素（化學成分，合(he)金化，熔(rong)煉質(zhi)量，球化孕育處(chu)理、壁(bi)厚條件(jian)、冷(leng)卻速度(du)(du)等），可(ke)以滿足(zu)鑄(zhu)態高強度(du)(du)，高韌性要(yao)求，現簡單介紹其(qi)控制方(fang)法：
2 化學成分(fen)的選擇(ze)
2.1 碳cujin鎂(mei)的(de)吸(xi)收(shou)，gaishan球化、提(ti)高石(shi)墨(mo)球的(de)圓整度；提(ti)高鐵液的(de)流(liu)動性(xing)，減少鑄鐵工作臺鑄件的(de)疏(shu)松缺陷和縮凹傾向；能(neng)(neng)夠cujin石(shi)墨(mo)化，減小白口傾向。但是(shi)，過高的(de)碳又容易(yi)產生石(shi)墨(mo)漂浮，使(shi)鑄件綜合性(xing)能(neng)(neng)降低。因(yin)此(ci)將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化元(yuan)素，在(zai)球墨鑄鐵生(sheng)產中由于硅的孕(yun)育(yu)作用，使珠(zhu)光體和鐵素體的比(bi)例改變：Si控制在(zai)2.0~2.5有利于珠(zhu)光體組織的生(sheng)成，而為了在(zai)保證強度達到(dao)600MP的基礎上(shang)，延伸率達到(dao)10，適當提高孕(yun)育(yu)效果，保證一定比(bi)例的鐵素體組織，將(jiang)硅控制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳(meng)使穩定珠光體元(yuan)素，可以提高強度(du)和硬度(du)，降(jiang)低(di)塑(su)性(xing)和韌性(xing)；但錳(meng)易產生偏(pian)析，錳(meng)量過多，易在(zai)共晶(jing)團(tuan)邊界形(xing)成化合物，降(jiang)低(di)鑄(zhu)件的(de)力學性(xing)能，對(dui)厚大鑄(zhu)件 為嚴重。
一(yi)般不采用錳作為鑄(zhu)態形成珠光體的元素，將錳控制為<0.5。
2.4 硫(liu)與鎂、稀(xi)土親和力(li)很(hen)強，消耗鐵液中(zhong)的(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素，形成MgS、RES渣(zha)，降低(di)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)率；硫(liu)越(yue)高、消耗球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑越(yue)多、因此鐵液含(han)硫(liu)量高是造成球(qiu)化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素殘留(liu)量少(shao)而導致球(qiu)化(hua)(hua)(hua)不良的(de)(de)主(zhu)要原因；另外，含(han)硫(liu)量高還容易(yi)產生夾渣(zha)、皮(pi)下(xia)氣孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin) 磷(lin)在球鐵中溶解(jie)度很低(di)，當(dang)磷(lin)超過某(mou)一含量時，易偏析于共晶(jing)團(tuan)邊界形成(cheng)磷(lin)共晶(jing)，降低(di)鑄件的塑性、韌性和強度，并且使鑄件產生冷裂(lie)。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀土 鐵(tie)(tie)液中有一定的(de)(de)鎂和稀土元(yuan)素(su)的(de)(de)殘(can)留量(liang)才能(neng)保證石(shi)墨(mo)成球。在(zai)稀土鎂球鐵(tie)(tie)中，鎂起(qi)主要球化(hua)作(zuo)用，稀土起(qi)輔(fu)助球化(hua)作(zuo)用，并起(qi)到(dao)凈化(hua)鐵(tie)(tie)液、抗球化(hua)干(gan)擾(rao)元(yuan)素(su)的(de)(de)作(zuo)用。將它們控制在(zai)如下范圍：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅(tong)+錫 銅(tong)在共晶轉變(bian)時(shi)，cujin石墨化，減少或xiaochu游離滲碳體的形(xing)成；在共析(xi)轉變(bian)時(shi)，cujin珠(zhu)光(guang)體的形(xing)成，可減少或完全控(kong)制鐵素體的形(xing)成；對(dui)基體固溶強(qiang)(qiang)(qiang)化。是(shi)鑄(zhu)態高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)高(gao)韌(ren)性球墨鑄(zhu)鐵生產(chan)中(zhong)，理(li)(li)想的合(he)金元(yuan)素。而銅(tong)量小于(yu)0.4時(shi)，對(dui)于(yu)大量增加珠(zhu)光(guang)體數量沒(mei)有(you)明(ming)顯(xian)影(ying)響，對(dui)于(yu)薄壁鑄(zhu)件采用銅(tong)作為(wei)合(he)金元(yuan)素保證強(qiang)(qiang)(qiang)韌(ren)性要求是(shi)為(wei)理(li)(li)想的選擇，根據壁厚條(tiao)件，控(kong)制Cu的范(fan)圍為(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(chu)理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)選用(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)選用(yong)(yong)與(yu)鐵(tie)(tie)液質(zhi)量(liang)有(you)關(guan)：原鐵(tie)(tie)液中含硫量(liang)不(bu)同(tong)，選用(yong)(yong)含稀(xi)土量(liang)不(bu)同(tong)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，即使利用(yong)(yong)電爐熔(rong)煉，如果使用(yong)(yong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)鐵(tie)(tie)中含硫及其它雜(za)質(zhi)元素多，原鐵(tie)(tie)水含S＞0.03，則選用(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)；S＜0.03時，則選用(yong)(yong)低稀(xi)土的(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)質(zhi)量(liang)不(bu)僅與(yu)化(hua)(hua)(hua)學成分有(you)關(guan)，而且(qie)與(yu)粒(li)度(du)(du)(du)也(ye)有(you)一定的(de)(de)關(guan)系，生(sheng)(sheng)產(chan)實踐(jian)過程(cheng)中，粒(li)度(du)(du)(du)過大，不(bu)易快速溶解，使反應(ying)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)時間長，導致球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)上(shang)浮至鐵(tie)(tie)液表面燒損，鎂的(de)(de)吸收率下降，影響球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)效果；同(tong)時，球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒(li)度(du)(du)(du)過小(xiao)， 別(bie)是呈(cheng)粉末狀的(de)(de)比(bi)例要嚴格控制，因為鐵(tie)(tie)水溫度(du)(du)(du)高，容易直(zhi)接(jie)燒損，溫度(du)(du)(du)低則，直(zhi)接(jie)氧化(hua)(hua)(hua)。生(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)中球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒(li)度(du)(du)(du)主(zhu)要還(huan)是取(qu)決于球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)包(bao)的(de)(de)大小(xiao)和球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)(du)(du)：生(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)中使用(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)包(bao)，球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)處理溫度(du)(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒(li)度(du)(du)(du)選用(yong)(yong)5~30 mm，超(chao)標粒(li)度(du)(du)(du)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)應(ying)小(xiao)于5。
4.2 鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)工作臺孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li) 孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑選用(yong)常用(yong)的(de)75FeSi，為提(ti)高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效果，并合(he)理(li)控制(zhi)終硅量(liang)根據生產條件，采用(yong)二次(ci)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li)方式：采用(yong)沖入(ru)法(fa)球化(hua)時在球化(hua)劑表(biao)面(mian)加入(ru)0.4的(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑，孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑粒(li)度(du)(du)3~8 mm，待沖入(ru)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液進行球化(hua)處(chu)理(li)時，同時發生孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)作用(yong)，在澆注(zhu)(zhu)前將鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)從(cong)球化(hua)包轉入(ru)澆注(zhu)(zhu)包時在鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)表(biao)面(mian)加入(ru)0.2~0.3的(de)粒(li)度(du)(du)為1~3mm的(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑作為二次(ci)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)，可以youxiao防止(zhi)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效果。 由于鑄(zhu)(zhu)態高(gao)強(qiang)度(du)(du)高(gao)韌(ren)性灰(hui)口鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)件的(de)性能(neng)(neng)主要由合(he)金化(hua)后的(de)微觀基體(ti)組織保(bao)證(zheng)(zheng)，而珠光體(ti)數量(liang)以及鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素體(ti)基體(ti)強(qiang)度(du)(du)主要依靠合(he)金銅(tong)、錫的(de)作用(yong)體(ti)現，適當加強(qiang)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效果，有(you)利(li)于鑄(zhu)(zhu)件在保(bao)證(zheng)(zheng)抗拉(la)強(qiang)度(du)(du)達到600MP的(de)前提(ti)下，有(you)較強(qiang)的(de)韌(ren)性，延伸率＞10，并能(neng)(neng)youxiaoxiaochu碳化(hua)物，有(you)利(li)于鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)補縮，減小鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)收縮傾(qing)向，防止(zhi)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)工作臺（鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)平臺）鑄(zhu)(zhu)件產生疏松(song)。
我(wo)國的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)產業(ye)正(zheng)在朝著一個新的(de)(de)攻(gong)堅(jian)時期(qi)發(fa)展。這不僅是鑄(zhu)造(zao)(zao)鑄(zhu)鐵工(gong)作臺發(fa)展的(de)(de)新開端， 是鑄(zhu)造(zao)(zao)產業(ye)由(you)量到質的(de)(de)轉變新階段。創(chuang)新是推動鑄(zhu)造(zao)(zao)產品發(fa)展的(de)(de)重要推動力，不容忽(hu)視(shi)。
