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)造高(gao)強度高(gao)韌性(xing)鑄(zhu)鐵工作(zuo)臺，在(zai)滿足 殊性(xing)能(neng)要求的基礎上，減少(shao)了熱(re)處理環節，節約了中(zhong)間運輸成本，縮短了供貨周期，是(shi)企業(ye)在(zai)制造過程中(zhong)，努力追求的方(fang)向， 別是(shi)當(dang)前(qian)市場競爭激烈日(ri)趨(qu)熱(re)化的環境下(xia)，可以youxiao減低企業(ye)生產(chan)成本，提高(gao)產(chan)品競爭力。
通(tong)(tong)常強(qiang)度(du)與(yu)塑性(xing)(xing)之間(jian)始終存(cun)在矛盾，而(er)隨(sui)著對合金(jin)(jin)強(qiang)化(hua)(hua)基體組織認識的(de)加深，對于金(jin)(jin)屬材(cai)料性(xing)(xing)能 殊(shu)要求(qiu)(qiu)的(de)不斷提(ti)高(gao)，要求(qiu)(qiu)球墨鑄(zhu)鐵強(qiang)度(du)達到(dao)600MP以(yi)上，同(tong)時要求(qiu)(qiu)其(qi)具有很好(hao)的(de)強(qiang)韌性(xing)(xing)延伸率10以(yi)上，通(tong)(tong)過(guo)熱處(chu)理(li)很難(nan)同(tong)時保(bao)證強(qiang)度(du)與(yu)韌性(xing)(xing)要求(qiu)(qiu)，通(tong)(tong)過(guo)控(kong)制影響顯微組織的(de)因素（化(hua)(hua)學成分，合金(jin)(jin)化(hua)(hua)，熔煉質量，球化(hua)(hua)孕(yun)育處(chu)理(li)、壁厚條件、冷卻速(su)度(du)等），可(ke)以(yi)滿足鑄(zhu)態(tai)高(gao)強(qiang)度(du)，高(gao)韌性(xing)(xing)要求(qiu)(qiu)，現簡單(dan)介紹其(qi)控(kong)制方法(fa)：
2 化學成分的選擇
2.1 碳cujin鎂(mei)的吸收，gaishan球化、提(ti)高(gao)石墨球的圓整度；提(ti)高(gao)鐵(tie)(tie)液的流動性，減少鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)工作臺(tai)鑄(zhu)(zhu)件的疏松缺陷和縮凹傾(qing)向；能夠cujin石墨化，減小白(bai)口傾(qing)向。但是，過高(gao)的碳又容易產生石墨漂浮，使鑄(zhu)(zhu)件綜合性能降低。因此將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化(hua)元(yuan)素，在球(qiu)墨鑄鐵生產中由于(yu)硅的孕育作用，使珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)(ti)和(he)鐵素體(ti)(ti)的比例改(gai)變：Si控(kong)(kong)制(zhi)在2.0~2.5有利于(yu)珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)(ti)組(zu)織的生成，而為了在保證強(qiang)度達到(dao)600MP的基(ji)礎上，延(yan)伸率達到(dao)10，適當提高孕育效果，保證一定比例的鐵素體(ti)(ti)組(zu)織，將硅控(kong)(kong)制(zhi)在2.5~2.8。
2.3 錳使穩定(ding)珠光體元素，可以提高(gao)強(qiang)度(du)和硬(ying)度(du)，降(jiang)(jiang)低(di)塑性(xing)和韌性(xing)；但錳易產生(sheng)偏(pian)析，錳量(liang)過多，易在共(gong)晶團邊界形成化合物，降(jiang)(jiang)低(di)鑄件的(de)力(li)學性(xing)能，對厚(hou)大(da)鑄件 為嚴重。
一般不采用錳作為(wei)鑄(zhu)態形成珠(zhu)光體(ti)的元素，將錳控制為(wei)<0.5。
2.4 硫(liu)(liu)(liu)與鎂、稀(xi)土(tu)親和力(li)很強，消耗鐵液(ye)中的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化元素，形成MgS、RES渣，降低球(qiu)(qiu)(qiu)化率；硫(liu)(liu)(liu)越高(gao)(gao)、消耗球(qiu)(qiu)(qiu)化劑越多、因此(ci)鐵液(ye)含硫(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)高(gao)(gao)是造成球(qiu)(qiu)(qiu)化元素殘留量(liang)(liang)少而導(dao)致(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)化不良的(de)主要原因；另(ling)外，含硫(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)高(gao)(gao)還容易產生夾渣、皮下氣孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin) 磷(lin)在球鐵中溶解(jie)度很低，當磷(lin)超(chao)過某(mou)一含量時(shi)，易偏析于共晶團邊(bian)界形成磷(lin)共晶，降低鑄件(jian)的塑性、韌(ren)性和(he)強度，并且使(shi)鑄件(jian)產生冷裂。因(yin)此P <0.05 。
2.6 鎂和稀(xi)土 鐵(tie)液中(zhong)有一定的鎂和稀(xi)土元(yuan)素的殘(can)留量(liang)才能(neng)保證石墨成球。在(zai)稀(xi)土鎂球鐵(tie)中(zhong)，鎂起(qi)主(zhu)要球化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)，稀(xi)土起(qi)輔助(zhu)球化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)，并(bing)起(qi)到凈化(hua)(hua)(hua)鐵(tie)液、抗球化(hua)(hua)(hua)干擾元(yuan)素的作(zuo)用(yong)。將(jiang)它們控制在(zai)如(ru)下(xia)范圍：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅(tong)(tong)+錫 銅(tong)(tong)在共晶轉變(bian)時(shi)，cujin石墨化，減(jian)(jian)少(shao)或(huo)xiaochu游離滲碳體的形(xing)(xing)成(cheng)；在共析轉變(bian)時(shi)，cujin珠光體的形(xing)(xing)成(cheng)，可減(jian)(jian)少(shao)或(huo)完(wan)全(quan)控制鐵素(su)體的形(xing)(xing)成(cheng)；對(dui)基體固溶強化。是鑄態高強度高韌(ren)性球墨鑄鐵生產中，理想的合金(jin)元(yuan)素(su)。而銅(tong)(tong)量小于0.4時(shi)，對(dui)于大量增加珠光體數量沒(mei)有明顯影響，對(dui)于薄(bo)壁(bi)鑄件采(cai)用銅(tong)(tong)作為(wei)合金(jin)元(yuan)素(su)保(bao)證強韌(ren)性要求(qiu)是為(wei)理想的選擇(ze)，根據壁(bi)厚(hou)條件，控制Cu的范圍為(wei)0.20~0.50；
3 鐵液的熔煉(lian)
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(hua)及孕(yun)育處理
4.1 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)選用(yong)(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)選用(yong)(yong)(yong)與(yu)鐵液質量有關：原鐵液中(zhong)(zhong)含(han)硫量不(bu)同，選用(yong)(yong)(yong)含(han)稀(xi)土量不(bu)同的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，即使(shi)利用(yong)(yong)(yong)電(dian)爐(lu)熔煉，如果使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)生鐵中(zhong)(zhong)含(han)硫及其它雜質元素(su)多，原鐵水(shui)含(han)S＞0.03，則(ze)選用(yong)(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)；S＜0.03時(shi)，則(ze)選用(yong)(yong)(yong)低(di)稀(xi)土的(de)(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)質量不(bu)僅與(yu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)成分有關，而且與(yu)粒(li)(li)度(du)(du)也有一(yi)定的(de)(de)(de)關系，生產(chan)實踐(jian)過(guo)程中(zhong)(zhong)，粒(li)(li)度(du)(du)過(guo)大(da)，不(bu)易(yi)快速溶解，使(shi)反應(ying)(ying)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)間長(chang)，導致球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)上浮至鐵液表面燒(shao)損(sun)，鎂的(de)(de)(de)吸收率下降，影(ying)響(xiang)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同時(shi)，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)度(du)(du)過(guo)小(xiao)， 別是(shi)(shi)呈粉末(mo)狀的(de)(de)(de)比(bi)例(li)要(yao)嚴格控制，因為鐵水(shui)溫(wen)度(du)(du)高，容易(yi)直接燒(shao)損(sun)，溫(wen)度(du)(du)低(di)則(ze)，直接氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。生產(chan)過(guo)程中(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)度(du)(du)主要(yao)還是(shi)(shi)取(qu)決于(yu)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)和球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)：生產(chan)過(guo)程中(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處理溫(wen)度(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)度(du)(du)選用(yong)(yong)(yong)5~30 mm，超標粒(li)(li)度(du)(du)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)應(ying)(ying)小(xiao)于(yu)5。
4.2 鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵工作(zuo)臺孕(yun)(yun)育(yu)處理 孕(yun)(yun)育(yu)劑(ji)選用常用的(de)(de)75FeSi，為提高(gao)(gao)孕(yun)(yun)育(yu)效(xiao)果(guo)(guo)，并合(he)理控制終硅量根據(ju)生(sheng)(sheng)產條件(jian)，采(cai)用二(er)次孕(yun)(yun)育(yu)處理方(fang)式(shi)：采(cai)用沖(chong)入(ru)法球化時(shi)在(zai)(zai)球化劑(ji)表面加入(ru)0.4的(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)劑(ji)，孕(yun)(yun)育(yu)劑(ji)粒(li)度(du)3~8 mm，待沖(chong)入(ru)鐵液(ye)進行球化處理時(shi)，同時(shi)發生(sheng)(sheng)孕(yun)(yun)育(yu)作(zuo)用，在(zai)(zai)澆注(zhu)前將鐵水(shui)從球化包轉入(ru)澆注(zhu)包時(shi)在(zai)(zai)鐵水(shui)表面加入(ru)0.2~0.3的(de)(de)粒(li)度(du)為1~3mm的(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)劑(ji)作(zuo)為二(er)次孕(yun)(yun)育(yu)，可以youxiao防(fang)止(zhi)孕(yun)(yun)育(yu)衰退提高(gao)(gao)孕(yun)(yun)育(yu)效(xiao)果(guo)(guo)。 由于鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)態高(gao)(gao)強(qiang)度(du)高(gao)(gao)韌性灰口鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵件(jian)的(de)(de)性能主要由合(he)金化后的(de)(de)微觀基(ji)體(ti)(ti)組織保證，而珠光體(ti)(ti)數量以及(ji)鐵素體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)強(qiang)度(du)主要依靠合(he)金銅、錫的(de)(de)作(zuo)用體(ti)(ti)現，適當加強(qiang)孕(yun)(yun)育(yu)效(xiao)果(guo)(guo)，有利于鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)在(zai)(zai)保證抗拉強(qiang)度(du)達到(dao)600MP的(de)(de)前提下，有較強(qiang)的(de)(de)韌性，延(yan)伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化物(wu)，有利于鐵水(shui)補(bu)縮(suo)，減小鐵水(shui)收縮(suo)傾向，防(fang)止(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵工作(zuo)臺（鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵平臺）鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)產生(sheng)(sheng)疏松。
我國的鑄(zhu)造(zao)產業(ye)(ye)正在朝著(zhu)一個新(xin)的攻(gong)堅時期(qi)發(fa)展(zhan)。這不僅是(shi)鑄(zhu)造(zao)鑄(zhu)鐵(tie)工作(zuo)臺發(fa)展(zhan)的新(xin)開端， 是(shi)鑄(zhu)造(zao)產業(ye)(ye)由(you)量到質(zhi)的轉(zhuan)變新(xin)階段(duan)。創新(xin)是(shi)推(tui)動(dong)鑄(zhu)造(zao)產品發(fa)展(zhan)的重要(yao)推(tui)動(dong)力(li)，不容(rong)忽視。
