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(dian)爐(lu)熔煉：增碳技(ji)術的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)是解決鐵液收縮的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術。由于(yu)鐵液凝(ning)固過程中的(de)(de)(de)石墨析出產生石墨化膨脹作用(yong)，良好(hao)的(de)(de)(de)石墨化會減(jian)少鐵液的(de)(de)(de)收縮傾向，因(yin)此，增碳技(ji)術是好(hao)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)。
由于加入(ru)增碳劑(ji)提高了鐵液的(de)(de)石墨化能(neng)力，因此，采用(yong)(yong)全廢鋼熔煉加增碳劑(ji)的(de)(de)工藝(yi)，鐵液的(de)(de)收縮(suo)傾向反而(er) 小。這是(shi) 重要(yao)的(de)(de)一(yi)個觀念轉變，傳(chuan)統(tong)的(de)(de)觀念是(shi)認為多加廢鋼會zengda鐵液的(de)(de)收縮(suo)傾向，這樣我(wo)們 容易走入(ru)一(yi)個誤區，不(bu)愿意多用(yong)(yong)廢鋼，而(er)喜歡多用(yong)(yong)一(yi)些生鐵。
多(duo)(duo)用(yong)生鐵的(de)(de)缺點是(shi)：生鐵中有(you)許多(duo)(duo)粗大(da)(da)的(de)(de)過共晶(jing)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)，這(zhe)種粗大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)具(ju)有(you)遺(yi)(yi)傳(chuan)性，如果低溫熔煉(lian)，粗大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)難以xiaochu，粗大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)從液態遺(yi)(yi)傳(chuan)到了固態，使凝固過程中本來(lai)由于石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)析出應(ying)該產生的(de)(de)膨(peng)脹作用(yong)削(xue)弱，因此使鐵液凝固過程中的(de)(de)收縮傾向zengda，粗大(da)(da)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)又然降低了材(cai)料的(de)(de)性能。
(2)提高鑄鐵(tie)平板原鐵(tie)液的(de)硅量，控制孕育
灰鑄鐵(tie)中的硅一(yi)部分是原(yuan)鐵(tie)液中的硅，一(yi)部分是孕育帶入的硅。
許多(duo)人喜歡原(yuan)(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)中的(de)硅(gui)(gui)低(di)(di)點(dian)，然(ran)后用(yong)(yong)很大(da)的(de)孕(yun)(yun)育(yu)量孕(yun)(yun)育(yu)，這(zhe)種做法并不(bu)科(ke)學：大(da)量的(de)孕(yun)(yun)育(yu)是不(bu)可取的(de)，這(zhe)會zengda收(shou)縮傾(qing)向。孕(yun)(yun)育(yu)是為(wei)了(le)增加結晶核(he)心的(de)數(shu)量，cujin石墨化(hua)(hua)，少(shao)量的(de)孕(yun)(yun)育(yu)（0.2～0.4） 可以達到這(zhe)個(ge)目的(de)。從工藝控制(zhi)來(lai)說，孕(yun)(yun)育(yu)量應該(gai)相(xiang)應穩定，不(bu)能(neng)有過大(da)的(de)變(bian)化(hua)(hua)。這(zhe) 要求原(yuan)(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)硅(gui)(gui)量也(ye)要相(xiang)應穩定。提高(gao)原(yuan)(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)硅(gui)(gui)量，既(ji)可以減少(shao)白口和(he)收(shou)縮傾(qing)向，又能(neng)發揮硅(gui)(gui)固(gu)溶強(qiang)化(hua)(hua)基(ji)體(ti)的(de)作用(yong)(yong)，性能(neng)反而不(bu)降低(di)(di)。目前比較科(ke)學的(de)做法是提高(gao)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)原(yuan)(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)含硅(gui)(gui)量，孕(yun)(yun)育(yu)量控制(zhi)在0.3左右，這(zhe)樣可以發揮硅(gui)(gui)的(de)固(gu)溶強(qiang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)，對(dui)提高(gao)強(qiang)度(du)有利，也(ye)對(dui)減少(shao)鑄(zhu)件(jian)收(shou)縮有利 。
（3）合金化的方(fang)法對(dui)鑄鐵平板鐵液收縮有(you)很大(da)影(ying)響
合(he)金(jin)(jin)化能youxiao提高鑄鐵的(de)性能，我們常用的(de)合(he)金(jin)(jin)元素是鉻、鉬、銅(tong)、錫、鎳。
鉻(ge)：鉻(ge)能youxiao地提高(gao)灰鑄鐵的(de)性能，隨著加(jia)(jia)入量(liang)的(de)增加(jia)(jia)，性能會(hui)一直提高(gao)。鉻(ge)的(de)白口(kou)傾(qing)向比較大(da)，這是大(da)家(jia)顧忌的(de)問題。加(jia)(jia)入量(liang)太(tai)大(da)，會(hui)出現(xian)碳化物。至(zhi)于(yu)鉻(ge)量(liang)的(de)上(shang)(shang)限(xian)如何(he)控(kong)制，不(bu)同的(de)加(jia)(jia)鉻(ge)工藝，上(shang)(shang)限(xian)有所不(bu)同，如果鉻(ge)加(jia)(jia)入到原鐵液(ye)中，其上(shang)(shang)限(xian)不(bu)要超(chao)過0.35，提高(gao)原鐵液(ye)中的(de)鉻(ge)量(liang)會(hui)使鐵液(ye)白口(kou)傾(qing)向和收縮傾(qing)向加(jia)(jia)大(da)， 有害。
另一(yi)種加鉻的(de)(de)工藝(yi)不(bu)是提高 原(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)鉻是，而是將鉻加入(ru)到(dao)(dao)鐵(tie)(tie)液(ye)包中，用沖入(ru)法沖入(ru)，這(zhe)種工藝(yi)會大大減(jian)少鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)白口和收縮傾向(xiang)，同前一(yi)種工藝(yi)相比，同樣的(de)(de)鉻量，白口和收縮傾向(xiang)會減(jian)少一(yi)半以上，這(zhe)種加鉻方式，鉻的(de)(de)上限可以控(kong)制到(dao)(dao)0.45。
鉬：鉬的(de) 性與鉻(ge) 相似，不再(zai)作具體(ti)描述。由于鉬的(de)價格昂貴，加鉬會大幅度增加成本。因此，應盡可能少加鉬，多加一些(xie)鉻(ge)。
用沖入(ru)法加(jia)鉻、加(jia)鉬(mu)是減少合(he)金化收縮(suo)的youxiao措施。
（4）鑄鐵平板（鑄鐵平臺）鐵液(ye)澆注溫度對收縮(suo)的影響(xiang)
溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)鐵液收(shou)縮(suo)(suo)傾向大，這是(shi)大家都(dou)有的(de)經(jing)驗。要(yao)控制(zhi)澆注(zhu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)在合理(li)的(de)范圍內是(shi) 重要(yao)的(de)，澆注(zhu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)如(ru)果高(gao)(gao)于工藝規(gui)定的(de)合理(li)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)20～30℃，收(shou)縮(suo)(suo)傾向 會(hui)大幅增加。生產中(zhong)(zhong)要(yao)注(zhu)意這樣(yang)一(yi)(yi)種現象，沒有自動保溫(wen)(wen)功(gong)能的(de)電爐，可能會(hui)使鐵液溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高(gao)(gao)，一(yi)(yi)包(bao)(bao)鐵液的(de)澆注(zhu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)會(hui)低一(yi)(yi)些(xie)，隨后溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)會(hui)越(yue)來越(yue)高(gao)(gao)，如(ru)果不加以控制(zhi)， 有可能產生收(shou)縮(suo)(suo)廢品(pin)。生產中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)包(bao)(bao)鐵液要(yao)燙包(bao)(bao)，燙好的(de)包(bao)(bao)再用，而(er)且一(yi)(yi)包(bao)(bao)鐵液澆注(zhu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)要(yao)控制(zhi)在下(xia)限，不要(yao)在上限，防止溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)不斷升高(gao)(gao)。電爐熔煉控制(zhi)好澆注(zhu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，是(shi)防止鑄件產生收(shou)縮(suo)(suo)廢品(pin)的(de)關鍵措施。
（5）鐵(tie)液氧化傾向不(bu)容(rong)忽略(lve)：氧化大，收縮(suo)大。
鐵(tie)液氧(yang)(yang)化傾(qing)(qing)向大是 有(you)害(hai)的(de)(de)(de)，也會zengda收縮(suo)傾(qing)(qing)向。為了(le)降低(di)鐵(tie)液氧(yang)(yang)化，沖天爐熔(rong)(rong)煉 要實現快速熔(rong)(rong)煉。現在(zai)國外的(de)(de)(de)電爐熔(rong)(rong)煉技術可以做到加(jia)入的(de)(de)(de)鐵(tie)料(liao)(liao)在(zai)幾分鐘內快速熔(rong)(rong)化，大大縮(suo)短了(le)鐵(tie)料(liao)(liao)在(zai)高溫氧(yang)(yang)化階段的(de)(de)(de)時間，氧(yang)(yang)化傾(qing)(qing)向大幅(fu)降低(di)，同時由于電爐增碳技術的(de)(de)(de)應用，使鐵(tie)液的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化進一步降低(di)，所以電爐熔(rong)(rong)煉也可以生產出(chu)低(di)氧(yang)(yang)化、低(di)收縮(suo)的(de)(de)(de)鐵(tie)液。只(zhi)要嚴格控制好澆注溫度(du)，用電爐熔(rong)(rong)煉生產復雜的(de)(de)(de)缸體(ti)、缸蓋鑄件(jian)也很有(you)優(you)勢。
