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(chan)合(he)成鑄鐵
鑄(zhu)鐵的(de)(de)(de)組織(zhi)和(he)(he)性(xing)能(neng)很大(da)程度上取決于原材料(liao)的(de)(de)(de)微觀(guan)組織(zhi)和(he)(he)質量。生(sheng)鐵中(zhong)(zhong)存在具(ju)有遺傳性(xing)的(de)(de)(de)粗大(da)的(de)(de)(de)過(guo)共晶(jing)石(shi)墨，在熔化過(guo)程中(zhong)(zhong)難(nan)以完(wan)全xiaochu，使凝固過(guo)程中(zhong)(zhong)產生(sheng)的(de)(de)(de)石(shi)墨化膨脹作(zuo)用削弱，鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)性(xing)降(jiang)低(di)，鐵液收縮傾向zengda，同時粗大(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨還(huan)加(jia)大(da)對(dui)基(ji)體的(de)(de)(de)割裂(lie)作(zuo)用，降(jiang)低(di)材料(liao)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)。
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(jing)過高溫石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)化(hua)的(de)(de)(de)(de)增碳(tan)劑，這(zhe)種增碳(tan)劑中(zhong)雜(za)質(zhi)多(duo)，灰(hui)分(fen)多(duo)，并且需要較長的(de)(de)(de)(de)時間才(cai)能(neng)擴(kuo)散到鐵(tie)液(ye)中(zhong)。如(ru)果熔煉時間短， 會(hui)出(chu)(chu)現假增碳(tan)的(de)(de)(de)(de)效果，即爐內(nei)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)上部分(fen)碳(tan)含量(liang)在范(fan)圍內(nei)，下(xia)部分(fen)碳(tan)含量(liang)低于范(fan)圍，這(zhe)種鐵(tie)液(ye)澆注(zhu)鑄鐵(tie)平臺鑄件，很容易出(chu)(chu)現縮松。經(jing)過高溫石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)化(hua)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)增碳(tan)劑，碳(tan)原(yuan)子從原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)無序排(pai)列(lie)狀態過渡到片狀石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)有序排(pai)列(lie)狀態，片狀石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)才(cai)能(neng)成(cheng)為(wei)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)形(xing)核(he)的(de)(de)(de)(de)好核(he)心，從而cujin石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)化(hua)。
(2)未經過(guo)高溫(wen)石墨化的增碳劑含(han)(han)(han)有較高的氮(dan)(dan)(dan)和硫，會(hui)使(shi)鐵(tie)液中氮(dan)(dan)(dan)的含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)增加(jia)，生產(chan)合成鑄鐵(tie)時加(jia)入大量(liang)(liang)(liang)廢(fei)鋼，廢(fei)鋼中也含(han)(han)(han)有大量(liang)(liang)(liang)的氮(dan)(dan)(dan)，使(shi)鐵(tie)液中氮(dan)(dan)(dan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)升高，當鐵(tie)液中氮(dan)(dan)(dan)的含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.01，有可能(neng)導致形成氮(dan)(dan)(dan)氣孔缺(que)陷(xian)，尤其是當氮(dan)(dan)(dan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.014時 甚。
碳化硅(gui)的使用
鑄鐵熔(rong)煉時加入碳化硅，對(dui)于(yu)灰鑄鐵，由于(yu)非平衡(heng)石墨的預孕育作用，可以(yi)提高共晶團大量(liang)形(xing)成(cheng)與生長的溫度(du)（減小相對(dui)過冷(leng)度(du)），有利于(yu)形(xing)成(cheng)A型石墨；還(huan)可以(yi)因晶核數(shu)量(liang)增(zeng)多，使片狀石墨細小，提高石墨化程度(du)減少白口傾向(xiang)，從而提高力學性能。
在灰鐵(tie)、球(qiu)鐵(tie)和可鍛(duan)鑄鐵(tie)方面，都是通過SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個反(fan)應，用(yong)SiC來(lai)降低FeO和MnO在渣(zha)中的含量(liang)，從(cong)而凈化鐵(tie)液。
由(you)于碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)較高，加入(ru)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)時間是關(guan)鍵，如果(guo)加入(ru)太晚，碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)未全部進行熔(rong)(rong)(rong)解擴散(san)，其中未熔(rong)(rong)(rong)融的(de)(de)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)會(hui)(hui)以顆粒狀的(de)(de)形(xing)(xing)態存在(zai)于鐵液中，在(zai)鐵液澆注(zhu)后反而(er)會(hui)(hui)形(xing)(xing)成(cheng)渣眼；如果(guo)加入(ru)時間太長，鐵液經過長時間的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)煉后，碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)所形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)形(xing)(xing)核也會(hui)(hui)慢(man)慢(man)消失，只能起到簡單(dan)的(de)(de)增硅(gui)(gui)作用。因此建議(yi)，碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)加入(ru)時間好是在(zai)中頻爐熔(rong)(rong)(rong)融1/3爐料時，并且(qie)爐料已經化(hua)(hua)清時加入(ru)，伴隨(sui)著鐵液的(de)(de)攪(jiao)拌作用，碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)擴散(san)效果(guo)會(hui)(hui) 。
鑄鐵平臺(tai)鐵液的過熱和高溫靜(jing)置
在一(yi)(yi)定范圍內提高(gao)鑄鐵(tie)平臺(tai)鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)過(guo)(guo)熱溫(wen)度，延長(chang)高(gao)溫(wen)靜(jing)(jing)置(zhi)的(de)(de)時間，都會導致鑄鐵(tie)的(de)(de)石墨及基體組織的(de)(de)細(xi)化(hua)，使鑄鐵(tie)平臺(tai)強度提高(gao)；另外(wai)，高(gao)溫(wen)鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)在一(yi)(yi)定的(de)(de)時間下靜(jing)(jing)置(zhi)，由于氧化(hua)渣(zha)(zha)的(de)(de)密度比鑄鐵(tie)的(de)(de)密度小，鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)氧化(hua)渣(zha)(zha)隨著(zhu)鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)翻滾(gun)，會浮到(dao)鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)表(biao)面，通過(guo)(guo)出(chu)爐前扒渣(zha)(zha)處理，可以減少(shao)鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)氧化(hua)渣(zha)(zha)，凈化(hua)鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)。但過(guo)(guo)熱溫(wen)度過(guo)(guo)高(gao)，以及過(guo)(guo)熱時間過(guo)(guo)長(chang)，鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)核心 會消失，zengda原鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)白口(kou)傾向。我公司嚴(yan)格實施鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)過(guo)(guo)熱工藝，經(jing)過(guo)(guo)長(chang)時間的(de)(de)探索(suo)和經(jing)驗總結，認為(wei)感(gan)應(ying)電(dian)爐中，鐵(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)過(guo)(guo)熱溫(wen)度控制在1500℃-1530℃，過(guo)(guo)熱時間為(wei)5分鐘(zhong)-10分鐘(zhong)為(wei)佳，此時澆注的(de)(de)鑄件石墨細(xi)小，組織致密。
鑄鐵(tie)平臺孕育處理的目的是增加形核核心(xin)、cujin石墨化、降低白口傾(qing)向(xiang)。
2.1出(chu)爐孕育
出爐孕育(yu)是鐵(tie)水出至轉運包1/4時隨流沖入硅(gui)鋯(gao)孕育(yu)劑(ji)。鋯(gao)在(zai)鐵(tie)液中(zhong)能生成ZrC、Al3Zr、ZrN，增加(jia)析出和(he)細化(hua)奧氏體(ti)枝晶，增加(jia)石墨結晶核心cujin鐵(tie)液石墨化(hua)，cujin穩定獲得鐵(tie)素體(ti)基體(ti)，提高鑄鐵(tie)的強度。
2.2隨流(liu)孕育
孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退是孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理過程不(bu)(bu)(bu)容(rong)忽(hu)視的(de)(de)(de)問(wen)題，相比出爐孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，隨流孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)鐵(tie)液(ye)溫度較低(di)且(qie)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)時(shi)間延后，從而明顯減少(shao)(shao)孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退現(xian)象，提高孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果。對(dui)于致密性要求高的(de)(de)(de)發動機缸(gang)體缸(gang)蓋灰鑄鐵(tie)鑄件，一般選擇0.05-0.1的(de)(de)(de)硅鍶孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)。硅鍶孕(yun)(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)能夠youxiaocujin共晶石墨(mo)化、減少(shao)(shao)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)白口，但不(bu)(bu)(bu)增加(jia)共晶團數，不(bu)(bu)(bu)增加(jia)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)縮松傾(qing)向，對(dui)降低(di)鑄件滲漏(lou)具有 的(de)(de)(de)作(zuo)用。
結論：
3.1冶(ye)金質(zhi)(zhi)量是生產鑄(zhu)鐵平臺的根本(ben)保障，形核核心是衡量冶(ye)金質(zhi)(zhi)量的重要(yao)指標。
3.2感應電爐中加入一定量的碳化硅(gui)作為預處理劑，增加鐵液(ye)中的形(xing)核(he)核(he)心(xin)，降(jiang)低白口傾向(xiang)，并且能減少(shao)鐵液(ye)中的氧化渣，起到凈化鐵液(ye)的作用。
3.3生產合(he)成鑄鐵時，一定要選用經(jing)過高溫石墨化(hua)的增碳劑，并對廢鋼的來源進行嚴(yan)格管控。
3.4大量使用廢鋼，通過增(zeng)碳工藝生產合成鑄鐵時，容易產生氮(dan)氣(qi)孔(kong)(kong)，可以(yi)通過選用硅(gui)鋯孕育(yu)劑來xiaochu氮(dan)氣(qi)孔(kong)(kong)的風險。
3.5出爐補(bu)碳(tan)工藝，不(bu)僅能(neng)穩定爐后碳(tan)的成分， 重要的是(shi)起(qi)到一定的孕育作(zuo)用，增加(jia)了鐵液中的(de)(de)石墨核(he)心，降低鐵液的(de)(de)白口傾向(xiang)。
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