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(gong)作臺，在滿足 殊性能要求的(de)基礎上，減少了(le)熱處理環節(jie)，節(jie)約了(le)中間運(yun)輸成本，縮短了(le)供貨周期，是(shi)企(qi)業在制造過程中，努力追求的(de)方(fang)向， 別是(shi)當前(qian)市場競(jing)爭(zheng)激(ji)烈日趨(qu)熱化的(de)環境(jing)下，可(ke)以youxiao減低(di)企(qi)業生(sheng)產成本，提高(gao)產品競(jing)爭(zheng)力。
通常(chang)強(qiang)度與(yu)塑性(xing)(xing)之間始(shi)終存(cun)在矛盾，而隨著對(dui)合金強(qiang)化(hua)(hua)基體組(zu)織認識的加(jia)深，對(dui)于金屬材料性(xing)(xing)能(neng) 殊要(yao)求的不斷提高，要(yao)求球(qiu)墨(mo)鑄鐵強(qiang)度達到600MP以上，同時要(yao)求其(qi)具有很好的強(qiang)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)延伸(shen)率10以上，通過熱處理很難同時保證(zheng)強(qiang)度與(yu)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)要(yao)求，通過控(kong)制(zhi)影響顯微(wei)組(zu)織的因素（化(hua)(hua)學成分，合金化(hua)(hua)，熔煉質量(liang)，球(qiu)化(hua)(hua)孕育處理、壁(bi)厚(hou)條件、冷卻速度等），可以滿(man)足鑄態高強(qiang)度，高韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)要(yao)求，現(xian)簡(jian)單介(jie)紹其(qi)控(kong)制(zhi)方法：
2 化學成分(fen)的選擇
2.1 碳cujin鎂的吸收，gaishan球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)、提高(gao)石(shi)墨(mo)球(qiu)(qiu)的圓整度；提高(gao)鐵液的流動性(xing)(xing)，減少鑄鐵工作臺鑄件的疏松缺陷(xian)和縮凹傾(qing)向(xiang)；能(neng)夠(gou)cujin石(shi)墨(mo)化(hua)(hua)，減小(xiao)白(bai)口傾(qing)向(xiang)。但(dan)是，過高(gao)的碳又容易產生石(shi)墨(mo)漂浮，使鑄件綜合性(xing)(xing)能(neng)降低。因(yin)此將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨(mo)化元素(su)，在(zai)球(qiu)墨(mo)鑄鐵(tie)生產(chan)中由于硅的孕育(yu)作用，使珠(zhu)光體(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的比(bi)例改變：Si控(kong)制在(zai)2.0~2.5有利于珠(zhu)光體(ti)(ti)組(zu)織的生成，而為了在(zai)保證強度(du)達到600MP的基礎(chu)上(shang)，延(yan)伸率(lv)達到10，適當提高(gao)孕育(yu)效果，保證一(yi)定比(bi)例的鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組(zu)織，將硅控(kong)制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩(wen)定(ding)珠光體元(yuan)素，可以提高強度和硬度，降(jiang)(jiang)低塑(su)性和韌性；但錳易(yi)產生偏析，錳量過多(duo)，易(yi)在共晶團(tuan)邊界(jie)形成化合物，降(jiang)(jiang)低鑄(zhu)件的力(li)學性能(neng)，對厚大鑄(zhu)件 為嚴重。
一般不采用錳作為鑄態形成珠(zhu)光體的元素，將錳控制為<0.5。
2.4 硫與鎂(mei)、稀土親和力(li)很強(qiang)，消耗鐵液(ye)中的球化(hua)(hua)(hua)元素(su)，形成(cheng)MgS、RES渣，降低(di)球化(hua)(hua)(hua)率；硫越高、消耗球化(hua)(hua)(hua)劑越多、因(yin)此鐵液(ye)含(han)硫量(liang)(liang)高是造成(cheng)球化(hua)(hua)(hua)元素(su)殘留量(liang)(liang)少而(er)導致球化(hua)(hua)(hua)不良的主(zhu)要原因(yin)；另外，含(han)硫量(liang)(liang)高還容易產生夾渣、皮下氣孔等缺陷(xian)。故S<0.03 。
2.5 磷 磷在(zai)球(qiu)鐵中(zhong)溶(rong)解度很低(di)，當(dang)磷超過某(mou)一含量時，易偏(pian)析于共(gong)晶團邊界形(xing)成磷共(gong)晶，降低(di)鑄件的塑性、韌性和強度，并且使鑄件產生(sheng)冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂(mei)(mei)和稀土(tu) 鐵(tie)液(ye)中有(you)一定的鎂(mei)(mei)和稀土(tu)元(yuan)素(su)(su)的殘(can)留(liu)量才能保證石墨成球(qiu)。在(zai)稀土(tu)鎂(mei)(mei)球(qiu)鐵(tie)中，鎂(mei)(mei)起(qi)主要球(qiu)化(hua)作(zuo)用，稀土(tu)起(qi)輔助球(qiu)化(hua)作(zuo)用，并起(qi)到凈化(hua)鐵(tie)液(ye)、抗球(qiu)化(hua)干擾(rao)元(yuan)素(su)(su)的作(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(zhuan)變時，cujin石墨化，減(jian)少或(huo)xiaochu游離滲碳體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)；在共析轉(zhuan)變時，cujin珠光體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)，可減(jian)少或(huo)完全控(kong)制鐵素(su)體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)；對(dui)基體固溶強(qiang)化。是鑄(zhu)態高(gao)強(qiang)度高(gao)韌(ren)性(xing)球墨鑄(zhu)鐵生產中，理想的(de)(de)合(he)金元素(su)。而(er)銅(tong)量(liang)(liang)小于(yu)0.4時，對(dui)于(yu)大量(liang)(liang)增加珠光體數量(liang)(liang)沒有(you)明顯影響，對(dui)于(yu)薄壁鑄(zhu)件采用銅(tong)作為合(he)金元素(su)保證強(qiang)韌(ren)性(xing)要(yao)求是為理想的(de)(de)選擇，根據壁厚條件，控(kong)制Cu的(de)(de)范圍為0.20~0.50；
3 鐵液(ye)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(qiu)化(hua)及孕育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)與鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)質量有關：原鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)硫量不(bu)同(tong)，選(xuan)用(yong)(yong)含(han)稀土(tu)量不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，即使利用(yong)(yong)電(dian)爐熔煉，如果使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)硫及其(qi)它雜質元素多，原鐵(tie)(tie)(tie)水含(han)S＞0.03，則選(xuan)用(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)；S＜0.03時(shi)，則選(xuan)用(yong)(yong)低(di)稀土(tu)的(de)(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)質量不(bu)僅與化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分有關，而且(qie)與粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)(du)也(ye)有一定的(de)(de)(de)關系，生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)實踐過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)(du)過(guo)(guo)大(da)，不(bu)易(yi)快速溶解(jie)，使反應(ying)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)間長，導致球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)上(shang)浮至鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)表面燒損，鎂的(de)(de)(de)吸收率下降，影響(xiang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同(tong)時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)(du)過(guo)(guo)小， 別(bie)是呈粉末狀的(de)(de)(de)比(bi)例要嚴格控制，因(yin)為鐵(tie)(tie)(tie)水溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)高，容易(yi)直接燒損，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)低(di)則，直接氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)(du)主要還是取(qu)決于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包的(de)(de)(de)大(da)小和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)：生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處理(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)15100C~15400 C，因(yin)此球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)(du)選(xuan)用(yong)(yong)5~30 mm，超標粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)應(ying)小于5。
4.2 鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)工(gong)作(zuo)臺(tai)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)處理(li) 孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)劑選(xuan)用常用的(de)75FeSi，為(wei)(wei)(wei)提(ti)高(gao)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)效果(guo)，并(bing)合理(li)控(kong)制終硅(gui)量(liang)根據生(sheng)產(chan)條(tiao)件，采(cai)(cai)用二次(ci)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)處理(li)方式：采(cai)(cai)用沖入(ru)法(fa)球化(hua)時在球化(hua)劑表(biao)面加(jia)入(ru)0.4的(de)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)劑，孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)劑粒度(du)(du)(du)(du)3~8 mm，待(dai)沖入(ru)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液進行(xing)球化(hua)處理(li)時，同時發生(sheng)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)作(zuo)用，在澆(jiao)注(zhu)前(qian)將鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)從(cong)球化(hua)包(bao)轉入(ru)澆(jiao)注(zhu)包(bao)時在鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)表(biao)面加(jia)入(ru)0.2~0.3的(de)粒度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)1~3mm的(de)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)劑作(zuo)為(wei)(wei)(wei)二次(ci)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)，可以(yi)youxiao防止(zhi)(zhi)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)高(gao)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)效果(guo)。 由于鑄(zhu)態高(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)高(gao)韌性(xing)灰口鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)件的(de)性(xing)能(neng)主(zhu)要(yao)(yao)由合金(jin)化(hua)后的(de)微(wei)觀基體(ti)組織保證(zheng)，而珠光體(ti)數量(liang)以(yi)及鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素體(ti)基體(ti)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)主(zhu)要(yao)(yao)依靠(kao)合金(jin)銅(tong)、錫的(de)作(zuo)用體(ti)現，適當加(jia)強(qiang)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)效果(guo)，有利于鑄(zhu)件在保證(zheng)抗拉(la)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)達到(dao)600MP的(de)前(qian)提(ti)下，有較強(qiang)的(de)韌性(xing)，延(yan)伸(shen)率＞10，并(bing)能(neng)youxiaoxiaochu碳化(hua)物，有利于鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)補縮，減小鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水(shui)收縮傾向，防止(zhi)(zhi)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)工(gong)作(zuo)臺(tai)（鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平臺(tai)）鑄(zhu)件產(chan)生(sheng)疏松。
我(wo)國的(de)(de)(de)鑄造(zao)產業正在朝著一個新的(de)(de)(de)攻堅時(shi)期發展(zhan)。這不僅是(shi)(shi)鑄造(zao)鑄鐵工(gong)作臺(tai)發展(zhan)的(de)(de)(de)新開端， 是(shi)(shi)鑄造(zao)產業由量到質的(de)(de)(de)轉變新階段(duan)。創新是(shi)(shi)推動鑄造(zao)產品發展(zhan)的(de)(de)(de)重要推動力，不容(rong)忽視(shi)。
