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(zao)高(gao)強度高(gao)韌性鑄鐵工作臺，在(zai)滿(man)足(zu) 殊(shu)性能要求的(de)(de)基礎上(shang)，減(jian)少(shao)了熱處理環節，節約了中(zhong)間運(yun)輸成本，縮短了供(gong)貨周期，是(shi)企業在(zai)制造(zao)過(guo)程中(zhong)，努力追求的(de)(de)方向， 別(bie)是(shi)當前市場(chang)競爭(zheng)激(ji)烈日趨熱化的(de)(de)環境下，可以youxiao減(jian)低企業生產成本，提高(gao)產品競爭(zheng)力。
通常強(qiang)度(du)與塑性之間始終存在矛盾，而隨(sui)著對合金(jin)強(qiang)化基體組織認識的加深，對于(yu)金(jin)屬材料性能 殊要求的不(bu)斷提高(gao)，要求球墨(mo)鑄(zhu)鐵強(qiang)度(du)達到600MP以(yi)上(shang)，同時(shi)要求其(qi)具有(you)很好的強(qiang)韌(ren)性延伸率(lv)10以(yi)上(shang)，通過(guo)熱處理(li)很難同時(shi)保證(zheng)強(qiang)度(du)與韌(ren)性要求，通過(guo)控制影響(xiang)顯(xian)微組織的因(yin)素（化學(xue)成分，合金(jin)化，熔煉質量，球化孕育(yu)處理(li)、壁厚條件、冷卻速度(du)等），可以(yi)滿足鑄(zhu)態高(gao)強(qiang)度(du)，高(gao)韌(ren)性要求，現簡單介紹其(qi)控制方(fang)法：
2 化學成分的選擇
2.1 碳cujin鎂的吸收，gaishan球化、提(ti)高石(shi)墨球的圓整度；提(ti)高鐵(tie)液的流動(dong)性，減(jian)少(shao)鑄(zhu)鐵(tie)工作臺鑄(zhu)件(jian)的疏松缺陷和縮(suo)凹(ao)傾向(xiang)；能(neng)夠cujin石(shi)墨化，減(jian)小白(bai)口傾向(xiang)。但是，過高的碳又容易產生石(shi)墨漂浮(fu)，使鑄(zhu)件(jian)綜合性能(neng)降低。因此將碳控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化元素，在球墨鑄鐵生(sheng)產中由于(yu)硅的(de)(de)孕(yun)育作(zuo)用，使(shi)珠光體和(he)鐵素體的(de)(de)比例(li)改變(bian)：Si控制在2.0~2.5有利于(yu)珠光體組織的(de)(de)生(sheng)成，而為了在保證強度達到600MP的(de)(de)基礎上，延(yan)伸率達到10，適當提高孕(yun)育效果，保證一定比例(li)的(de)(de)鐵素體組織，將硅控制在2.5~2.8。
2.3 錳使穩定珠光體元(yuan)素，可以提(ti)高強(qiang)度(du)和(he)硬度(du)，降低塑性和(he)韌性；但錳易產生(sheng)偏析，錳量(liang)過多(duo)，易在共晶團(tuan)邊界形成(cheng)化(hua)合物，降低鑄件(jian)的(de)力(li)學性能，對厚大(da)鑄件(jian) 為嚴重。
一般不采用錳作為鑄(zhu)態形成(cheng)珠光體的(de)元素(su)，將錳控(kong)制為<0.5。
2.4 硫(liu)與鎂、稀土親和力很強，消耗(hao)鐵液中的球化(hua)(hua)元素(su)，形成MgS、RES渣，降低(di)球化(hua)(hua)率；硫(liu)越(yue)高、消耗(hao)球化(hua)(hua)劑(ji)越(yue)多、因(yin)此(ci)鐵液含硫(liu)量(liang)高是造成球化(hua)(hua)元素(su)殘留量(liang)少而導致球化(hua)(hua)不良的主(zhu)要原因(yin)；另外，含硫(liu)量(liang)高還容易產生夾渣、皮下氣孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin) 磷(lin)在球鐵中溶(rong)解度很低(di)，當磷(lin)超過(guo)某一含量(liang)時，易偏析于共晶團(tuan)邊界形成磷(lin)共晶，降(jiang)低(di)鑄件(jian)的塑(su)性(xing)、韌(ren)性(xing)和(he)強度，并(bing)且使鑄件(jian)產(chan)生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu) 鐵液(ye)(ye)中有一定(ding)的鎂和(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素的殘(can)留(liu)量才能保證石墨(mo)成球。在稀(xi)(xi)土(tu)(tu)鎂球鐵中，鎂起主要(yao)球化作(zuo)用，稀(xi)(xi)土(tu)(tu)起輔助(zhu)球化作(zuo)用，并起到(dao)凈化鐵液(ye)(ye)、抗球化干擾元素的作(zuo)用。將它(ta)們控(kong)制在如下(xia)范(fan)圍(wei)：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅(tong)+錫 銅(tong)在共(gong)晶轉變(bian)時，cujin石墨化，減(jian)少或xiaochu游離滲碳(tan)體(ti)的(de)形成(cheng)；在共(gong)析轉變(bian)時，cujin珠光體(ti)的(de)形成(cheng)，可減(jian)少或完全控(kong)制鐵素(su)體(ti)的(de)形成(cheng)；對基(ji)體(ti)固溶(rong)強(qiang)化。是(shi)鑄態高強(qiang)度高韌(ren)性球(qiu)墨鑄鐵生產(chan)中(zhong)，理想的(de)合金元素(su)。而銅(tong)量(liang)小于0.4時，對于大量(liang)增加珠光體(ti)數量(liang)沒有明顯(xian)影(ying)響，對于薄壁(bi)(bi)鑄件(jian)采用(yong)銅(tong)作為(wei)合金元素(su)保證強(qiang)韌(ren)性要求是(shi)為(wei)理想的(de)選擇(ze)，根(gen)據壁(bi)(bi)厚條(tiao)件(jian)，控(kong)制Cu的(de)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 球化(hua)及(ji)孕育處(chu)理(li)
4.1 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選用(yong) 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選用(yong)與鐵(tie)液質(zhi)(zhi)量(liang)有(you)關(guan)(guan)：原鐵(tie)液中(zhong)含硫量(liang)不(bu)同(tong)，選用(yong)含稀(xi)土(tu)量(liang)不(bu)同(tong)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，即使(shi)利(li)用(yong)電(dian)爐熔(rong)煉，如果(guo)使(shi)用(yong)的(de)(de)生(sheng)鐵(tie)中(zhong)含硫及其(qi)它雜(za)質(zhi)(zhi)元素多，原鐵(tie)水(shui)含S＞0.03，則選用(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)；S＜0.03時，則選用(yong)低稀(xi)土(tu)的(de)(de)FeSiMg8RE5或(huo)FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)質(zhi)(zhi)量(liang)不(bu)僅(jin)與化(hua)(hua)學成分有(you)關(guan)(guan)，而且與粒(li)(li)度(du)(du)也有(you)一(yi)定的(de)(de)關(guan)(guan)系，生(sheng)產(chan)實踐過程(cheng)(cheng)中(zhong)，粒(li)(li)度(du)(du)過大(da)，不(bu)易快速(su)溶解，使(shi)反(fan)應熔(rong)化(hua)(hua)時間長，導致球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)上浮至鐵(tie)液表面(mian)燒損，鎂的(de)(de)吸收率下降，影(ying)響球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)效(xiao)果(guo)；同(tong)時，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)度(du)(du)過小(xiao)， 別(bie)是(shi)呈粉末狀的(de)(de)比例(li)要嚴格控制，因為鐵(tie)水(shui)溫(wen)度(du)(du)高，容易直接(jie)燒損，溫(wen)度(du)(du)低則，直接(jie)氧化(hua)(hua)。生(sheng)產(chan)過程(cheng)(cheng)中(zhong)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)度(du)(du)主要還(huan)是(shi)取決于(yu)(yu)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包(bao)的(de)(de)大(da)小(xiao)和球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)：生(sheng)產(chan)過程(cheng)(cheng)中(zhong)使(shi)用(yong)300Kg球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包(bao)，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理溫(wen)度(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)度(du)(du)選用(yong)5~30 mm，超標粒(li)(li)度(du)(du)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)應小(xiao)于(yu)(yu)5。
4.2 鑄鐵(tie)(tie)工作(zuo)(zuo)臺(tai)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)處理 孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑選用(yong)(yong)(yong)(yong)常用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)75FeSi，為提高(gao)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效果，并(bing)合(he)理控制終硅量根據(ju)生產條(tiao)件(jian)，采用(yong)(yong)(yong)(yong)二(er)次孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)處理方式：采用(yong)(yong)(yong)(yong)沖入(ru)(ru)(ru)法(fa)球化(hua)時在(zai)(zai)球化(hua)劑表(biao)面加入(ru)(ru)(ru)0.4的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑，孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑粒度(du)3~8 mm，待沖入(ru)(ru)(ru)鐵(tie)(tie)液進行球化(hua)處理時，同時發生孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)，在(zai)(zai)澆注前(qian)將鐵(tie)(tie)水(shui)從球化(hua)包轉入(ru)(ru)(ru)澆注包時在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)水(shui)表(biao)面加入(ru)(ru)(ru)0.2~0.3的(de)(de)粒度(du)為1~3mm的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑作(zuo)(zuo)為二(er)次孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)，可以(yi)(yi)youxiao防止(zhi)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)衰(shuai)退提高(gao)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效果。 由于(yu)鑄態高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)高(gao)韌性(xing)(xing)灰口鑄鐵(tie)(tie)件(jian)的(de)(de)性(xing)(xing)能主要由合(he)金化(hua)后的(de)(de)微(wei)觀基體組織(zhi)保證(zheng)，而珠光(guang)體數(shu)量以(yi)(yi)及(ji)鐵(tie)(tie)素體基體強(qiang)(qiang)度(du)主要依靠合(he)金銅、錫的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)體現，適當(dang)加強(qiang)(qiang)孕(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效果，有(you)(you)利于(yu)鑄件(jian)在(zai)(zai)保證(zheng)抗拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)達(da)到600MP的(de)(de)前(qian)提下，有(you)(you)較強(qiang)(qiang)的(de)(de)韌性(xing)(xing)，延伸率＞10，并(bing)能youxiaoxiaochu碳化(hua)物，有(you)(you)利于(yu)鐵(tie)(tie)水(shui)補縮，減(jian)小鐵(tie)(tie)水(shui)收縮傾向，防止(zhi)鑄鐵(tie)(tie)工作(zuo)(zuo)臺(tai)（鑄鐵(tie)(tie)平(ping)臺(tai)）鑄件(jian)產生疏(shu)松。
我國(guo)的鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)產(chan)業正在(zai)朝著一個新的攻(gong)堅(jian)時期發(fa)展。這(zhe)不僅是鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)鑄(zhu)(zhu)鐵工作臺發(fa)展的新開端， 是鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)產(chan)業由量到質的轉變新階段。創新是推(tui)動鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)產(chan)品發(fa)展的重要推(tui)動力，不容忽視。
