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
鑄造高(gao)強(qiang)度高(gao)韌性鑄鐵工作臺，在滿足(zu) 殊性能要求的基礎上，減(jian)少(shao)了熱(re)處(chu)理環(huan)節，節約了中(zhong)間運輸成本，縮短了供貨周期，是企(qi)業在制造過程中(zhong)，努力(li)(li)追求的方向， 別是當前市場競(jing)爭激烈日趨熱(re)化的環(huan)境下，可以youxiao減(jian)低(di)企(qi)業生產成本，提高(gao)產品競(jing)爭力(li)(li)。
通常強(qiang)度(du)(du)與塑性(xing)之(zhi)間始終存在矛盾，而隨著對(dui)合金強(qiang)化基體組織認識的(de)(de)加深，對(dui)于金屬材料性(xing)能 殊要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)不斷提(ti)高(gao)，要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)球墨(mo)鑄鐵(tie)強(qiang)度(du)(du)達到600MP以(yi)上(shang)，同時要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)其具有很好(hao)的(de)(de)強(qiang)韌(ren)性(xing)延(yan)伸(shen)率10以(yi)上(shang)，通過(guo)熱(re)處(chu)理很難同時保證強(qiang)度(du)(du)與韌(ren)性(xing)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，通過(guo)控(kong)(kong)制影響顯(xian)微組織的(de)(de)因(yin)素(su)（化學(xue)成分，合金化，熔煉質量，球化孕(yun)育處(chu)理、壁厚條(tiao)件(jian)、冷卻速(su)度(du)(du)等），可以(yi)滿足鑄態高(gao)強(qiang)度(du)(du)，高(gao)韌(ren)性(xing)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，現簡(jian)單介紹其控(kong)(kong)制方法：
2 化學成分(fen)的選擇
2.1 碳(tan)cujin鎂的(de)吸收，gaishan球化、提高石墨球的(de)圓整度；提高鐵液的(de)流動(dong)性，減(jian)少(shao)鑄(zhu)鐵工作臺鑄(zhu)件的(de)疏(shu)松缺(que)陷和縮凹傾向；能夠cujin石墨化，減(jian)小白(bai)口(kou)傾向。但是，過(guo)高的(de)碳(tan)又(you)容易產(chan)生石墨漂浮，使(shi)鑄(zhu)件綜合性能降(jiang)低。因(yin)此將碳(tan)控制(zhi)為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨(mo)化元素(su)，在(zai)(zai)球(qiu)墨(mo)鑄鐵生產中由于硅的(de)孕育(yu)作(zuo)用，使珠光(guang)體(ti)和鐵素(su)體(ti)的(de)比例改變(bian)：Si控(kong)制在(zai)(zai)2.0~2.5有利于珠光(guang)體(ti)組織的(de)生成，而為(wei)了(le)在(zai)(zai)保(bao)證強(qiang)度達(da)到(dao)600MP的(de)基礎上，延伸率達(da)到(dao)10，適當提高孕育(yu)效果，保(bao)證一定比例的(de)鐵素(su)體(ti)組織，將硅控(kong)制在(zai)(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩定珠光體元素，可以提高強度(du)和(he)(he)硬度(du)，降低塑性和(he)(he)韌性；但錳易(yi)產生偏(pian)析，錳量過(guo)多(duo)，易(yi)在共(gong)晶團(tuan)邊界形成化(hua)合物，降低鑄件的力(li)學性能(neng)，對厚大鑄件 為嚴重。
一般不采用錳作為鑄態形成珠光體的元素，將(jiang)錳控(kong)制為<0.5。
2.4 硫與鎂、稀土親和(he)力很強，消(xiao)耗(hao)(hao)鐵液(ye)(ye)中的球化(hua)元素(su)，形成MgS、RES渣，降低球化(hua)率；硫越(yue)高、消(xiao)耗(hao)(hao)球化(hua)劑越(yue)多、因(yin)此(ci)鐵液(ye)(ye)含硫量(liang)(liang)高是(shi)造成球化(hua)元素(su)殘留量(liang)(liang)少而導致球化(hua)不良的主要(yao)原因(yin)；另外，含硫量(liang)(liang)高還(huan)容易產生夾渣、皮下氣孔等缺陷。故(gu)S<0.03 。
2.5 磷(lin)(lin)(lin) 磷(lin)(lin)(lin)在球鐵中溶(rong)解度很低，當磷(lin)(lin)(lin)超過某一含量時，易偏(pian)析(xi)于(yu)共晶團邊界形成(cheng)磷(lin)(lin)(lin)共晶，降低鑄(zhu)件的塑性、韌性和強(qiang)度，并且使鑄(zhu)件產生(sheng)冷裂。因此(ci)P <0.05 。
2.6 鎂和稀(xi)土(tu)(tu) 鐵(tie)液(ye)中有一定(ding)的鎂和稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素的殘(can)留量才能保證(zheng)石墨(mo)成(cheng)球(qiu)。在稀(xi)土(tu)(tu)鎂球(qiu)鐵(tie)中，鎂起(qi)主(zhu)要球(qiu)化(hua)作用，稀(xi)土(tu)(tu)起(qi)輔助球(qiu)化(hua)作用，并起(qi)到凈化(hua)鐵(tie)液(ye)、抗球(qiu)化(hua)干擾元(yuan)素的作用。將它們控制在如(ru)下(xia)范圍(wei)：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅+錫 銅在共(gong)晶轉(zhuan)變時(shi)，cujin石墨(mo)化，減少或xiaochu游離滲碳體(ti)的(de)形(xing)成；在共(gong)析轉(zhuan)變時(shi)，cujin珠光體(ti)的(de)形(xing)成，可減少或完全控制鐵素(su)體(ti)的(de)形(xing)成；對基體(ti)固溶強化。是鑄(zhu)態高(gao)強度高(gao)韌性(xing)(xing)球墨(mo)鑄(zhu)鐵生產中，理(li)想的(de)合(he)(he)金元素(su)。而銅量(liang)小于(yu)0.4時(shi)，對于(yu)大量(liang)增加(jia)珠光體(ti)數量(liang)沒有明顯影響，對于(yu)薄壁鑄(zhu)件(jian)采(cai)用銅作為合(he)(he)金元素(su)保證強韌性(xing)(xing)要求(qiu)是為理(li)想的(de)選(xuan)擇，根據(ju)壁厚條件(jian)，控制Cu的(de)范圍(wei)為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(qiu)化及孕育處(chu)理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選用(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選用(yong)(yong)與(yu)鐵(tie)(tie)液(ye)質(zhi)量(liang)有關(guan)(guan)：原(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)中(zhong)含(han)硫(liu)量(liang)不同，選用(yong)(yong)含(han)稀土(tu)量(liang)不同的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，即(ji)使利(li)用(yong)(yong)電(dian)爐熔煉，如果使用(yong)(yong)的(de)(de)生(sheng)鐵(tie)(tie)中(zhong)含(han)硫(liu)及其它雜質(zhi)元素多，原(yuan)鐵(tie)(tie)水含(han)S＞0.03，則(ze)選用(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)；S＜0.03時，則(ze)選用(yong)(yong)低稀土(tu)的(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)質(zhi)量(liang)不僅(jin)與(yu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學成分有關(guan)(guan)，而(er)且與(yu)粒(li)度(du)(du)(du)也有一定的(de)(de)關(guan)(guan)系，生(sheng)產實踐(jian)過程(cheng)(cheng)中(zhong)，粒(li)度(du)(du)(du)過大(da)，不易快速溶解(jie)，使反(fan)應熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時間(jian)長，導致球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)上(shang)浮至鐵(tie)(tie)液(ye)表(biao)面燒(shao)損，鎂的(de)(de)吸收率下降，影(ying)響(xiang)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同時，球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)度(du)(du)(du)過小， 別是呈粉末狀(zhuang)的(de)(de)比例要嚴(yan)格控制，因為鐵(tie)(tie)水溫度(du)(du)(du)高，容(rong)易直接燒(shao)損，溫度(du)(du)(du)低則(ze)，直接氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。生(sheng)產過程(cheng)(cheng)中(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)度(du)(du)(du)主要還是取(qu)決于(yu)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)的(de)(de)大(da)小和球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫度(du)(du)(du)：生(sheng)產過程(cheng)(cheng)中(zhong)使用(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)，球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處理(li)溫度(du)(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)度(du)(du)(du)選用(yong)(yong)5~30 mm，超標粒(li)度(du)(du)(du)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)應小于(yu)5。
4.2 鑄(zhu)鐵(tie)工作臺(tai)孕(yun)(yun)育(yu)處理 孕(yun)(yun)育(yu)劑選(xuan)用常用的(de)(de)(de)75FeSi，為提(ti)高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)效(xiao)果(guo)，并合理控制終(zhong)硅量根據生(sheng)產條件，采用二次孕(yun)(yun)育(yu)處理方式：采用沖入法(fa)球化(hua)時在球化(hua)劑表面(mian)加(jia)入0.4的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)劑，孕(yun)(yun)育(yu)劑粒(li)度(du)3~8 mm，待(dai)沖入鐵(tie)液進行球化(hua)處理時，同時發生(sheng)孕(yun)(yun)育(yu)作用，在澆(jiao)注前將鐵(tie)水從球化(hua)包轉入澆(jiao)注包時在鐵(tie)水表面(mian)加(jia)入0.2~0.3的(de)(de)(de)粒(li)度(du)為1~3mm的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)劑作為二次孕(yun)(yun)育(yu)，可以youxiao防止(zhi)孕(yun)(yun)育(yu)衰退(tui)提(ti)高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)效(xiao)果(guo)。 由(you)于(yu)(yu)鑄(zhu)態高(gao)強(qiang)度(du)高(gao)韌(ren)性灰口(kou)鑄(zhu)鐵(tie)件的(de)(de)(de)性能主(zhu)要(yao)由(you)合金(jin)化(hua)后的(de)(de)(de)微觀基(ji)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)保(bao)證，而珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)數量以及鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)度(du)主(zhu)要(yao)依靠合金(jin)銅(tong)、錫(xi)的(de)(de)(de)作用體(ti)(ti)(ti)現，適當(dang)加(jia)強(qiang)孕(yun)(yun)育(yu)效(xiao)果(guo)，有利于(yu)(yu)鑄(zhu)件在保(bao)證抗拉(la)強(qiang)度(du)達到600MP的(de)(de)(de)前提(ti)下(xia)，有較強(qiang)的(de)(de)(de)韌(ren)性，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)物，有利于(yu)(yu)鐵(tie)水補縮(suo)，減小鐵(tie)水收縮(suo)傾向(xiang)，防止(zhi)鑄(zhu)鐵(tie)工作臺(tai)（鑄(zhu)鐵(tie)平臺(tai)）鑄(zhu)件產生(sheng)疏松。
我國(guo)的鑄造產(chan)業正(zheng)在朝(chao)著(zhu)一個新(xin)的攻堅時期發(fa)展(zhan)(zhan)。這不僅是(shi)鑄造鑄鐵(tie)工作臺發(fa)展(zhan)(zhan)的新(xin)開(kai)端， 是(shi)鑄造產(chan)業由量到質的轉變新(xin)階段。創新(xin)是(shi)推動鑄造產(chan)品發(fa)展(zhan)(zhan)的重要推動力，不容忽(hu)視。
