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)強度高(gao)韌性鑄鐵工作臺，在(zai)滿足 殊性能(neng)要求的(de)基礎上，減(jian)少了(le)熱處理環(huan)節，節約(yue)了(le)中間運輸成本，縮短了(le)供(gong)貨周期，是企業在(zai)制造過(guo)程中，努(nu)力追求的(de)方向(xiang)， 別是當前市(shi)場競爭激烈(lie)日趨熱化的(de)環(huan)境下(xia)，可以youxiao減(jian)低企業生(sheng)產(chan)成本，提高(gao)產(chan)品競爭力。
通常(chang)強度(du)與塑性(xing)之間始終存(cun)在矛盾，而隨(sui)著(zhu)對(dui)(dui)合(he)金強化(hua)(hua)(hua)(hua)基體組(zu)織認識的(de)加深，對(dui)(dui)于金屬材料性(xing)能 殊要(yao)求的(de)不斷提高(gao)(gao)，要(yao)求球(qiu)墨鑄鐵強度(du)達到(dao)600MP以(yi)上(shang)，同時(shi)(shi)要(yao)求其具有(you)很(hen)好的(de)強韌性(xing)延(yan)伸率(lv)10以(yi)上(shang)，通過(guo)(guo)熱處(chu)理很(hen)難(nan)同時(shi)(shi)保證(zheng)強度(du)與韌性(xing)要(yao)求，通過(guo)(guo)控制影響顯微(wei)組(zu)織的(de)因(yin)素（化(hua)(hua)(hua)(hua)學成分(fen)，合(he)金化(hua)(hua)(hua)(hua)，熔煉質量，球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)孕育處(chu)理、壁厚條(tiao)件、冷卻速度(du)等），可以(yi)滿足(zu)鑄態高(gao)(gao)強度(du)，高(gao)(gao)韌性(xing)要(yao)求，現簡單介紹(shao)其控制方法：
2 化學成分的選擇
2.1 碳cujin鎂(mei)的吸收(shou)，gaishan球化(hua)、提(ti)高(gao)(gao)石(shi)墨球的圓整度(du)；提(ti)高(gao)(gao)鐵液(ye)的流動性，減少鑄(zhu)鐵工(gong)作(zuo)臺(tai)鑄(zhu)件的疏松缺陷和縮(suo)凹傾(qing)向(xiang)；能(neng)夠cujin石(shi)墨化(hua)，減小白(bai)口傾(qing)向(xiang)。但是，過高(gao)(gao)的碳又(you)容易產生石(shi)墨漂浮，使鑄(zhu)件綜合性能(neng)降(jiang)低。因(yin)此將碳控制為(wei)3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化元素，在球墨鑄(zhu)鐵生產中由于硅的(de)(de)孕育作用，使珠光(guang)體和鐵素體的(de)(de)比(bi)例改變：Si控制(zhi)在2.0~2.5有利(li)于珠光(guang)體組(zu)織的(de)(de)生成，而為了在保(bao)證(zheng)強度達到(dao)600MP的(de)(de)基礎上，延伸率達到(dao)10，適當提高孕育效(xiao)果(guo)，保(bao)證(zheng)一定比(bi)例的(de)(de)鐵素體組(zu)織，將硅控制(zhi)在2.5~2.8。
2.3 錳(meng)使穩(wen)定珠(zhu)光體元素，可(ke)以(yi)提高強度(du)和(he)(he)硬度(du)，降低塑(su)性和(he)(he)韌性；但錳(meng)易產(chan)生偏析，錳(meng)量過多，易在(zai)共晶(jing)團(tuan)邊(bian)界形成(cheng)化合物，降低鑄件(jian)的力(li)學(xue)性能，對厚大鑄件(jian) 為嚴(yan)重(zhong)。
一(yi)般(ban)不采(cai)用錳(meng)作(zuo)為鑄態形成珠光體的元(yuan)素，將錳(meng)控制為<0.5。
2.4 硫與鎂、稀(xi)土親和力很強，消耗(hao)鐵液中的球(qiu)化(hua)元素，形成(cheng)(cheng)MgS、RES渣(zha)，降低球(qiu)化(hua)率；硫越(yue)(yue)高(gao)(gao)、消耗(hao)球(qiu)化(hua)劑(ji)越(yue)(yue)多(duo)、因此鐵液含(han)硫量高(gao)(gao)是造(zao)成(cheng)(cheng)球(qiu)化(hua)元素殘留(liu)量少而導致球(qiu)化(hua)不良的主要原因；另外，含(han)硫量高(gao)(gao)還容易產生夾渣(zha)、皮下氣孔等(deng)缺陷。故(gu)S<0.03 。
2.5 磷(lin)(lin) 磷(lin)(lin)在球鐵中(zhong)溶(rong)解(jie)度(du)很低，當磷(lin)(lin)超(chao)過(guo)某一(yi)含量時，易偏析于(yu)共(gong)(gong)晶(jing)團邊界形成磷(lin)(lin)共(gong)(gong)晶(jing)，降低鑄件的塑性、韌性和強度(du)，并且使鑄件產生冷(leng)裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀(xi)(xi)土(tu)(tu) 鐵(tie)液中(zhong)有一定的鎂和稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)的殘(can)留(liu)量才能(neng)保證(zheng)石墨成(cheng)球(qiu)。在(zai)(zai)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)鎂球(qiu)鐵(tie)中(zhong)，鎂起主要(yao)球(qiu)化(hua)(hua)作(zuo)用，稀(xi)(xi)土(tu)(tu)起輔助球(qiu)化(hua)(hua)作(zuo)用，并起到凈化(hua)(hua)鐵(tie)液、抗球(qiu)化(hua)(hua)干擾元素(su)的作(zuo)用。將它們控制在(zai)(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(zai)共晶轉(zhuan)變(bian)時(shi)(shi)，cujin石墨(mo)化，減少(shao)或xiaochu游離滲(shen)碳體(ti)的(de)(de)形成(cheng)；在(zai)共析轉(zhuan)變(bian)時(shi)(shi)，cujin珠光體(ti)的(de)(de)形成(cheng)，可減少(shao)或完全控制(zhi)鐵素(su)體(ti)的(de)(de)形成(cheng)；對基體(ti)固溶強(qiang)化。是鑄(zhu)態(tai)高(gao)強(qiang)度高(gao)韌性(xing)(xing)球墨(mo)鑄(zhu)鐵生(sheng)產中，理想的(de)(de)合金(jin)元素(su)。而銅(tong)量(liang)小于(yu)0.4時(shi)(shi)，對于(yu)大量(liang)增加(jia)珠光體(ti)數量(liang)沒有(you)明顯(xian)影(ying)響，對于(yu)薄壁鑄(zhu)件采用(yong)銅(tong)作為合金(jin)元素(su)保證強(qiang)韌性(xing)(xing)要求是為理想的(de)(de)選擇(ze)，根(gen)據壁厚(hou)條(tiao)件，控制(zhi)Cu的(de)(de)范圍為0.20~0.50；
3 鐵(tie)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 球化及孕(yun)育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)與鐵(tie)液質量(liang)有關：原(yuan)鐵(tie)液中含(han)硫量(liang)不(bu)同(tong)，選(xuan)用(yong)(yong)含(han)稀土量(liang)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，即使(shi)利用(yong)(yong)電(dian)爐熔煉，如果使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)鐵(tie)中含(han)硫及其它(ta)雜質元素(su)多(duo)，原(yuan)鐵(tie)水含(han)S＞0.03，則(ze)選(xuan)用(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)；S＜0.03時(shi)，則(ze)選(xuan)用(yong)(yong)低稀土的(de)(de)(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)質量(liang)不(bu)僅與化(hua)(hua)(hua)(hua)學成分有關，而(er)且與粒(li)(li)度(du)(du)也有一定的(de)(de)(de)(de)關系，生(sheng)產(chan)實踐過程(cheng)(cheng)中，粒(li)(li)度(du)(du)過大(da)，不(bu)易快速溶解，使(shi)反(fan)應(ying)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)間長，導(dao)致球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)上浮(fu)至鐵(tie)液表(biao)面燒損，鎂的(de)(de)(de)(de)吸收率下降(jiang)，影響(xiang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同(tong)時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)度(du)(du)過小(xiao)， 別是呈粉末(mo)狀的(de)(de)(de)(de)比例要嚴格控(kong)制，因(yin)為鐵(tie)水溫度(du)(du)高，容易直(zhi)接(jie)燒損，溫度(du)(du)低則(ze)，直(zhi)接(jie)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)。生(sheng)產(chan)過程(cheng)(cheng)中球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)度(du)(du)主(zhu)要還(huan)是取決于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫度(du)(du)：生(sheng)產(chan)過程(cheng)(cheng)中使(shi)用(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)處理溫度(du)(du)15100C~15400 C，因(yin)此(ci)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)度(du)(du)選(xuan)用(yong)(yong)5~30 mm，超標粒(li)(li)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)應(ying)小(xiao)于5。
4.2 鑄(zhu)鐵工(gong)作(zuo)(zuo)臺孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理(li)(li)(li) 孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)選用(yong)常用(yong)的75FeSi，為(wei)提高孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果，并合(he)理(li)(li)(li)控制終硅量根據生產條(tiao)件，采用(yong)二(er)次孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理(li)(li)(li)方式：采用(yong)沖(chong)入(ru)法球化(hua)(hua)時在球化(hua)(hua)劑(ji)表面(mian)加入(ru)0.4的孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)，孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)粒度(du)(du)3~8 mm，待(dai)沖(chong)入(ru)鐵液進(jin)行球化(hua)(hua)處理(li)(li)(li)時，同時發生孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)作(zuo)(zuo)用(yong)，在澆注(zhu)前將鐵水從球化(hua)(hua)包轉(zhuan)入(ru)澆注(zhu)包時在鐵水表面(mian)加入(ru)0.2~0.3的粒度(du)(du)為(wei)1~3mm的孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)作(zuo)(zuo)為(wei)二(er)次孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，可以youxiao防止孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰(shuai)退提高孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果。 由(you)于(yu)鑄(zhu)態高強度(du)(du)高韌性灰口鑄(zhu)鐵件的性能主要(yao)(yao)由(you)合(he)金化(hua)(hua)后的微觀基體(ti)(ti)組(zu)織保證，而珠光體(ti)(ti)數量以及(ji)鐵素(su)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)強度(du)(du)主要(yao)(yao)依靠合(he)金銅、錫的作(zuo)(zuo)用(yong)體(ti)(ti)現，適當加強孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果，有利于(yu)鑄(zhu)件在保證抗拉強度(du)(du)達(da)到600MP的前提下，有較(jiao)強的韌性，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)(hua)物(wu)，有利于(yu)鐵水補縮，減小(xiao)鐵水收縮傾(qing)向，防止鑄(zhu)鐵工(gong)作(zuo)(zuo)臺（鑄(zhu)鐵平臺）鑄(zhu)件產生疏松(song)。
我國的鑄造(zao)產業(ye)正(zheng)在朝(chao)著一(yi)個新(xin)的攻堅時期發展。這不僅是(shi)鑄造(zao)鑄鐵(tie)工(gong)作臺發展的新(xin)開端(duan)， 是(shi)鑄造(zao)產業(ye)由(you)量(liang)到質的轉變新(xin)階段。創(chuang)新(xin)是(shi)推(tui)動鑄造(zao)產品發展的重(zhong)要推(tui)動力，不容忽視。
