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)熔煉(lian)：增碳技術的(de)應用(yong)是(shi)解(jie)決鐵液(ye)收縮的(de)關鍵技術。由于鐵液(ye)凝固過程中(zhong)的(de)石(shi)墨析(xi)出產生石(shi)墨化膨(peng)脹作用(yong)，良好(hao)的(de)石(shi)墨化會減少鐵液(ye)的(de)收縮傾向(xiang)，因此(ci)，增碳技術是(shi)好(hao)的(de)工藝。
由于加(jia)入增(zeng)碳(tan)劑(ji)提高了(le)鐵(tie)液的(de)(de)(de)石墨化能力(li)，因此(ci)，采用(yong)全廢鋼(gang)(gang)熔煉加(jia)增(zeng)碳(tan)劑(ji)的(de)(de)(de)工藝，鐵(tie)液的(de)(de)(de)收縮傾向反而 小。這(zhe)是 重要的(de)(de)(de)一(yi)個觀念轉變(bian)，傳統的(de)(de)(de)觀念是認為多(duo)加(jia)廢鋼(gang)(gang)會zengda鐵(tie)液的(de)(de)(de)收縮傾向，這(zhe)樣我們 容易(yi)走入一(yi)個誤(wu)區，不(bu)愿意(yi)多(duo)用(yong)廢鋼(gang)(gang)，而喜歡多(duo)用(yong)一(yi)些生鐵(tie)。
多(duo)用生鐵(tie)(tie)的缺點是：生鐵(tie)(tie)中(zhong)有許多(duo)粗(cu)大(da)(da)的過共晶石墨(mo)(mo)(mo)，這(zhe)種(zhong)粗(cu)大(da)(da)的石墨(mo)(mo)(mo)具(ju)有遺(yi)(yi)傳(chuan)性(xing)，如果(guo)低(di)溫熔煉(lian)，粗(cu)大(da)(da)的石墨(mo)(mo)(mo)難(nan)以xiaochu，粗(cu)大(da)(da)的石墨(mo)(mo)(mo)從液態遺(yi)(yi)傳(chuan)到了固態，使凝固過程中(zhong)本來由于石墨(mo)(mo)(mo)析出應該(gai)產生的膨脹作用削弱(ruo)，因此使鐵(tie)(tie)液凝固過程中(zhong)的收縮傾向zengda，粗(cu)大(da)(da)的石墨(mo)(mo)(mo)又然降(jiang)低(di)了材料(liao)的性(xing)能。
(2)提高鑄鐵平(ping)板(ban)原鐵液的硅量，控(kong)制孕(yun)育
灰鑄鐵中的硅一(yi)(yi)部(bu)分是原(yuan)鐵液(ye)中的硅，一(yi)(yi)部(bu)分是孕育帶入的硅。
許多人喜歡原(yuan)鐵液(ye)中的(de)(de)(de)(de)硅(gui)低點，然后用很(hen)大的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)量(liang)(liang)孕(yun)(yun)育(yu)，這種(zhong)做(zuo)(zuo)法并不(bu)科學(xue)：大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)是不(bu)可取的(de)(de)(de)(de)，這會zengda收(shou)(shou)縮傾(qing)向。孕(yun)(yun)育(yu)是為了增加(jia)結晶核心的(de)(de)(de)(de)數量(liang)(liang)，cujin石墨化(hua)(hua)(hua)，少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)（0.2～0.4） 可以(yi)達(da)到這個目(mu)的(de)(de)(de)(de)。從工(gong)藝(yi)控制來(lai)說，孕(yun)(yun)育(yu)量(liang)(liang)應該(gai)相應穩定，不(bu)能(neng)(neng)有過大的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。這 要(yao)求原(yuan)鐵液(ye)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)量(liang)(liang)也要(yao)相應穩定。提(ti)高(gao)原(yuan)鐵液(ye)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)量(liang)(liang)，既(ji)可以(yi)減少白(bai)口(kou)和收(shou)(shou)縮傾(qing)向，又能(neng)(neng)發(fa)揮硅(gui)固溶強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)基體(ti)的(de)(de)(de)(de)作用，性能(neng)(neng)反(fan)而不(bu)降(jiang)低。目(mu)前比較科學(xue)的(de)(de)(de)(de)做(zuo)(zuo)法是提(ti)高(gao)灰鑄鐵原(yuan)鐵液(ye)的(de)(de)(de)(de)含硅(gui)量(liang)(liang)，孕(yun)(yun)育(yu)量(liang)(liang)控制在0.3左(zuo)右(you)，這樣可以(yi)發(fa)揮硅(gui)的(de)(de)(de)(de)固溶強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)作用，對提(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)度有利(li)，也對減少鑄件(jian)收(shou)(shou)縮有利(li) 。
（3）合金化的方法對(dui)鑄鐵平(ping)板鐵液(ye)收縮有很(hen)大影響
合(he)金化能(neng)youxiao提(ti)高鑄鐵(tie)的性能(neng)，我(wo)們常用(yong)的合(he)金元素(su)是鉻、鉬(mu)、銅、錫、鎳。
鉻(ge)(ge)(ge)(ge)：鉻(ge)(ge)(ge)(ge)能(neng)(neng)youxiao地(di)提(ti)高灰鑄鐵的(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)，隨(sui)著(zhu)加(jia)入(ru)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，性能(neng)(neng)會一直(zhi)提(ti)高。鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)白(bai)口傾向比較大，這(zhe)是大家顧忌的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。加(jia)入(ru)量(liang)太大，會出現(xian)碳化物。至于鉻(ge)(ge)(ge)(ge)量(liang)的(de)(de)(de)(de)上限(xian)如何控制，不同(tong)的(de)(de)(de)(de)加(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)工藝，上限(xian)有(you)所(suo)不同(tong)，如果鉻(ge)(ge)(ge)(ge)加(jia)入(ru)到原鐵液(ye)(ye)中，其上限(xian)不要超過0.35，提(ti)高原鐵液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)量(liang)會使鐵液(ye)(ye)白(bai)口傾向和收縮傾向加(jia)大， 有(you)害。
另一(yi)種加鉻(ge)(ge)(ge)的(de)工(gong)藝不是提高 原(yuan)鐵(tie)液鉻(ge)(ge)(ge)是，而是將鉻(ge)(ge)(ge)加入到(dao)鐵(tie)液包(bao)中，用(yong)沖入法沖入，這種工(gong)藝會大大減少(shao)鐵(tie)液的(de)白(bai)口和收縮傾向(xiang)，同前一(yi)種工(gong)藝相比，同樣的(de)鉻(ge)(ge)(ge)量，白(bai)口和收縮傾向(xiang)會減少(shao)一(yi)半以(yi)上，這種加鉻(ge)(ge)(ge)方(fang)式，鉻(ge)(ge)(ge)的(de)上限可以(yi)控制(zhi)到(dao)0.45。
鉬：鉬的 性(xing)與(yu)鉻(ge) 相似，不(bu)再(zai)作具體描述。由于(yu)鉬的價(jia)格昂貴(gui)，加(jia)鉬會大幅(fu)度增加(jia)成本。因此，應盡(jin)可能少(shao)加(jia)鉬，多(duo)加(jia)一些鉻(ge)。
用沖入法加(jia)(jia)鉻、加(jia)(jia)鉬是減少合金化收縮的youxiao措施。
（4）鑄鐵(tie)平板（鑄鐵(tie)平臺）鐵(tie)液澆注溫度(du)對收(shou)縮的影響
溫度高(gao)(gao)鐵(tie)液(ye)收(shou)縮傾向大，這是大家都有的(de)經驗。要(yao)控制(zhi)澆(jiao)注(zhu)(zhu)溫度在(zai)合理(li)的(de)范圍內(nei)是 重要(yao)的(de)，澆(jiao)注(zhu)(zhu)溫度如果高(gao)(gao)于工藝規定的(de)合理(li)的(de)溫度20～30℃，收(shou)縮傾向 會(hui)(hui)大幅增加。生(sheng)產(chan)中(zhong)要(yao)注(zhu)(zhu)意這樣(yang)一種現象，沒有自動保(bao)溫功(gong)能(neng)的(de)電爐，可(ke)能(neng)會(hui)(hui)使鐵(tie)液(ye)溫度升高(gao)(gao)，一包(bao)(bao)(bao)鐵(tie)液(ye)的(de)澆(jiao)注(zhu)(zhu)溫度會(hui)(hui)低(di)一些，隨后(hou)溫度會(hui)(hui)越(yue)來越(yue)高(gao)(gao)，如果不加以(yi)控制(zhi)， 有可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)收(shou)縮廢品。生(sheng)產(chan)中(zhong)一包(bao)(bao)(bao)鐵(tie)液(ye)要(yao)燙包(bao)(bao)(bao)，燙好的(de)包(bao)(bao)(bao)再用，而且一包(bao)(bao)(bao)鐵(tie)液(ye)澆(jiao)注(zhu)(zhu)溫度要(yao)控制(zhi)在(zai)下(xia)限，不要(yao)在(zai)上(shang)限，防(fang)止溫度不斷升高(gao)(gao)。電爐熔煉控制(zhi)好澆(jiao)注(zhu)(zhu)溫度，是防(fang)止鑄件產(chan)生(sheng)收(shou)縮廢品的(de)關鍵(jian)措施。
（5）鐵液氧(yang)化傾(qing)向不容忽略(lve)：氧(yang)化大(da)，收縮大(da)。
鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)氧(yang)化(hua)傾向(xiang)大(da)(da)是(shi) 有(you)害的(de)(de)，也(ye)會zengda收縮(suo)傾向(xiang)。為了降低(di)(di)鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)氧(yang)化(hua)，沖天爐(lu)熔(rong)煉(lian) 要實(shi)現(xian)快速熔(rong)煉(lian)。現(xian)在(zai)(zai)(zai)國外的(de)(de)電爐(lu)熔(rong)煉(lian)技術(shu)(shu)可以做到加入的(de)(de)鐵(tie)(tie)料(liao)在(zai)(zai)(zai)幾分鐘內(nei)快速熔(rong)化(hua)，大(da)(da)大(da)(da)縮(suo)短了鐵(tie)(tie)料(liao)在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)氧(yang)化(hua)階(jie)段(duan)的(de)(de)時間，氧(yang)化(hua)傾向(xiang)大(da)(da)幅降低(di)(di)，同(tong)時由于(yu)電爐(lu)增(zeng)碳技術(shu)(shu)的(de)(de)應用(yong)，使鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)氧(yang)化(hua)進一步(bu)降低(di)(di)，所以電爐(lu)熔(rong)煉(lian)也(ye)可以生產出低(di)(di)氧(yang)化(hua)、低(di)(di)收縮(suo)的(de)(de)鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)。只要嚴(yan)格控制好澆注溫(wen)度，用(yong)電爐(lu)熔(rong)煉(lian)生產復雜的(de)(de)缸體、缸蓋鑄件也(ye)很有(you)優勢。
