鑄鐵平臺從配料到孕育處理熔煉過程要注意哪些
2019年04月19日
新聞詳情
鑄鐵平臺配料與熔煉
1.1增碳劑加廢鋼生產合成鑄(zhu)鐵
鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)(de)(de)組織和性能很大程(cheng)度(du)上取決(jue)于原(yuan)材料的(de)(de)(de)微觀組織和質量。生(sheng)鐵中(zhong)(zhong)存在具有遺傳性的(de)(de)(de)粗大的(de)(de)(de)過(guo)(guo)共晶石(shi)墨(mo)(mo)，在熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)難以完全(quan)xiaochu，使(shi)凝固(gu)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)產生(sheng)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)膨脹作(zuo)用削弱，鑄(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)(de)致密(mi)性降低(di)，鐵液收(shou)縮傾向zengda，同時粗大的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)還(huan)加大對(dui)基(ji)體的(de)(de)(de)割裂(lie)作(zuo)用，降低(di)材料的(de)(de)(de)性能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄鐵平臺,鑄鐵平板鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得 的力學性能。
(1)采用(yong)未經過高(gao)溫石(shi)墨(mo)化的(de)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑，這種增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑中(zhong)雜(za)質多(duo)(duo)，灰分多(duo)(duo)，并(bing)且(qie)需(xu)要較長的(de)時間(jian)才(cai)(cai)能(neng)擴散到鐵液中(zhong)。如果(guo)熔煉時間(jian)短， 會出(chu)現(xian)假(jia)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)的(de)效果(guo)，即爐內鐵液的(de)上部分碳(tan)(tan)含(han)量(liang)在范圍(wei)內，下部分碳(tan)(tan)含(han)量(liang)低于范圍(wei)，這種鐵液澆注(zhu)鑄鐵平臺鑄件，很(hen)容易出(chu)現(xian)縮松。經過高(gao)溫石(shi)墨(mo)化處理的(de)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑，碳(tan)(tan)原子從原來的(de)無序(xu)排列(lie)狀態(tai)過渡到片狀石(shi)墨(mo)的(de)有序(xu)排列(lie)狀態(tai)，片狀石(shi)墨(mo)才(cai)(cai)能(neng)成(cheng)為石(shi)墨(mo)形核(he)的(de)好核(he)心，從而cujin石(shi)墨(mo)化。
(2)未(wei)經過高溫石墨(mo)化的增碳劑含(han)(han)(han)有較高的氮和硫，會使鐵(tie)液中(zhong)氮的含(han)(han)(han)量(liang)增加，生(sheng)產(chan)合(he)成鑄鐵(tie)時加入大(da)量(liang)廢鋼，廢鋼中(zhong)也含(han)(han)(han)有大(da)量(liang)的氮，使鐵(tie)液中(zhong)氮含(han)(han)(han)量(liang)升(sheng)高，當鐵(tie)液中(zhong)氮的含(han)(han)(han)量(liang)超過0.01，有可能導致形成氮氣孔缺陷，尤其是當氮含(han)(han)(han)量(liang)超過0.014時 甚(shen)。
碳(tan)化硅(gui)的使用
鑄(zhu)鐵熔煉時加入碳化硅，對于灰鑄(zhu)鐵，由于非平(ping)衡(heng)石(shi)墨(mo)的預孕育作(zuo)用，可以提高(gao)共晶團大量形成與生(sheng)長(chang)的溫度（減小相對過冷度），有利于形成A型石(shi)墨(mo)；還可以因晶核數量增多(duo)，使片狀石(shi)墨(mo)細(xi)小，提高(gao)石(shi)墨(mo)化程度減少白口(kou)傾向，從而提高(gao)力(li)學(xue)性(xing)能。
在灰鐵、球(qiu)鐵和可鍛鑄鐵方面，都是通過SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個(ge)反(fan)應，用SiC來(lai)降低FeO和MnO在渣中的含量(liang)，從而凈(jing)化鐵液。
由(you)于(yu)(yu)碳化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)熔點較高，加入(ru)碳化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)時間是(shi)關(guan)鍵，如(ru)果(guo)加入(ru)太晚，碳化(hua)硅(gui)(gui)未(wei)全部進行熔解擴(kuo)散(san)，其中(zhong)未(wei)熔融(rong)的(de)(de)碳化(hua)硅(gui)(gui)會(hui)(hui)以顆粒狀(zhuang)的(de)(de)形態存(cun)在于(yu)(yu)鐵液中(zhong)，在鐵液澆注后(hou)反而(er)會(hui)(hui)形成渣眼；如(ru)果(guo)加入(ru)時間太長，鐵液經(jing)過長時間的(de)(de)熔煉(lian)后(hou)，碳化(hua)硅(gui)(gui)所形成的(de)(de)形核(he)也會(hui)(hui)慢(man)慢(man)消(xiao)失，只能起到簡單的(de)(de)增(zeng)硅(gui)(gui)作用。因(yin)此建議，碳化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)加入(ru)時間好(hao)是(shi)在中(zhong)頻爐熔融(rong)1/3爐料時，并且爐料已經(jing)化(hua)清時加入(ru)，伴隨著鐵液的(de)(de)攪拌作用，碳化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)擴(kuo)散(san)效果(guo)會(hui)(hui) 。
鑄鐵平臺鐵液(ye)的過熱和高溫(wen)靜置
在一(yi)定范圍內提高鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)平臺鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)，延長(chang)(chang)高溫(wen)靜置(zhi)的(de)(de)(de)(de)時間(jian)，都(dou)會導致鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)石墨及(ji)基體(ti)組織的(de)(de)(de)(de)細化，使鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)平臺強度(du)提高；另外，高溫(wen)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)在一(yi)定的(de)(de)(de)(de)時間(jian)下靜置(zhi)，由于氧化渣(zha)的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)比鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)小，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)氧化渣(zha)隨著(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)翻滾(gun)，會浮到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)表(biao)面，通(tong)過(guo)(guo)(guo)(guo)出爐前扒渣(zha)處理，可(ke)以減少鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)氧化渣(zha)，凈化鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)。但過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)過(guo)(guo)(guo)(guo)高，以及(ji)過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)時間(jian)過(guo)(guo)(guo)(guo)長(chang)(chang)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)核心(xin) 會消失，zengda原鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)白口傾向。我(wo)公司嚴格(ge)實施鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)工藝，經(jing)過(guo)(guo)(guo)(guo)長(chang)(chang)時間(jian)的(de)(de)(de)(de)探索和(he)經(jing)驗總結，認為(wei)感應電爐中，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)控制在1500℃-1530℃，過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)時間(jian)為(wei)5分(fen)(fen)鐘(zhong)-10分(fen)(fen)鐘(zhong)為(wei)佳，此時澆注的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)石墨細小，組織致密(mi)。
鑄鐵平臺孕育處理的(de)目的(de)是(shi)增(zeng)加形核核心、cujin石墨化、降低白口(kou)傾向(xiang)。
2.1出爐孕育
出(chu)爐孕育是鐵水出(chu)至轉運包1/4時隨(sui)流沖(chong)入硅(gui)鋯(gao)孕育劑。鋯(gao)在鐵液(ye)中能生成ZrC、Al3Zr、ZrN，增加析(xi)出(chu)和細化奧氏(shi)體(ti)枝晶，增加石墨(mo)結(jie)晶核心cujin鐵液(ye)石墨(mo)化，cujin穩定獲得鐵素體(ti)基體(ti)，提高鑄鐵的強度。
2.2隨流(liu)孕(yun)育
孕(yun)育(yu)(yu)衰退是孕(yun)育(yu)(yu)處理過程不容(rong)忽視(shi)的(de)(de)問題，相比出爐孕(yun)育(yu)(yu)，隨流孕(yun)育(yu)(yu)鐵液溫度較低且孕(yun)育(yu)(yu)時間(jian)延后，從而(er)明顯減少孕(yun)育(yu)(yu)衰退現(xian)象，提高孕(yun)育(yu)(yu)效(xiao)果。對于致密性要(yao)求高的(de)(de)發動(dong)機缸體缸蓋灰鑄鐵鑄件，一(yi)般選擇0.05-0.1的(de)(de)硅鍶(si)孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)。硅鍶(si)孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)能夠youxiaocujin共(gong)晶石墨(mo)化、減少鐵液的(de)(de)白口(kou)，但不增(zeng)加共(gong)晶團數，不增(zeng)加鐵液的(de)(de)縮(suo)松傾向，對降低鑄件滲(shen)漏具有 的(de)(de)作用。
結論(lun)：
3.1冶(ye)金質量是生產鑄鐵(tie)平臺(tai)的根本(ben)保障(zhang)，形核(he)(he)核(he)(he)心是衡(heng)量冶(ye)金質量的重(zhong)要指標。
3.2感(gan)應電爐(lu)中(zhong)加入一定量的(de)碳化硅作為預(yu)處理劑，增加鐵(tie)(tie)液中(zhong)的(de)形核核心(xin)，降低白口傾向(xiang)，并且能減少鐵(tie)(tie)液中(zhong)的(de)氧化渣(zha)，起到凈化鐵(tie)(tie)液的(de)作用(yong)。
3.3生產合成鑄鐵時(shi)，一(yi)定要選用經過高溫石墨化的增碳劑(ji)，并對廢鋼的來(lai)源進(jin)行嚴格(ge)管控。
3.4大量使用(yong)廢鋼(gang)，通(tong)過增碳工藝(yi)生產合成鑄(zhu)鐵時，容(rong)易產生氮(dan)(dan)氣(qi)孔(kong)(kong)，可(ke)以(yi)通(tong)過選用(yong)硅鋯孕育劑來xiaochu氮(dan)(dan)氣(qi)孔(kong)(kong)的風(feng)險。
3.5出爐補碳工藝，不僅(jin)能穩定爐后碳的成分， 重要的是(shi)起(qi)到一定的孕(yun)育作用，增加了(le)鐵液中的石墨核心，降低鐵液的白(bai)口(kou)傾向。
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