做高強度灰鑄鐵鑄鐵平板需要注意收縮性的問題
2018年04月06日
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電(dian)爐(lu)熔煉：增碳(tan)技術(shu)的(de)(de)應用是(shi)解決鐵液收縮的(de)(de)關(guan)鍵技術(shu)。由于(yu)鐵液凝(ning)固(gu)過程中的(de)(de)石墨析出產生石墨化(hua)膨脹作用，良好的(de)(de)石墨化(hua)會減少鐵液的(de)(de)收縮傾向，因(yin)此，增碳(tan)技術(shu)是(shi)好的(de)(de)工藝。
由于加(jia)(jia)入(ru)增碳劑提高了鐵(tie)液的(de)石墨化能力(li)，因此，采(cai)用全廢(fei)鋼熔煉加(jia)(jia)增碳劑的(de)工藝，鐵(tie)液的(de)收縮傾(qing)向(xiang)反而(er) 小。這是 重要的(de)一(yi)個(ge)觀(guan)念(nian)轉變，傳統(tong)的(de)觀(guan)念(nian)是認為多加(jia)(jia)廢(fei)鋼會zengda鐵(tie)液的(de)收縮傾(qing)向(xiang)，這樣我們(men) 容易走入(ru)一(yi)個(ge)誤區(qu)，不(bu)愿意多用廢(fei)鋼，而(er)喜歡多用一(yi)些生鐵(tie)。
多用生鐵的(de)(de)(de)缺(que)點是：生鐵中有許多粗(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)過共(gong)晶石(shi)(shi)墨，這種(zhong)粗(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨具有遺傳(chuan)(chuan)性，如果低(di)溫(wen)熔煉，粗(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨難以xiaochu，粗(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨從(cong)液(ye)態(tai)遺傳(chuan)(chuan)到(dao)了(le)固態(tai)，使凝固過程中本(ben)來由于(yu)石(shi)(shi)墨析出應該(gai)產生的(de)(de)(de)膨脹作用削弱(ruo)，因此使鐵液(ye)凝固過程中的(de)(de)(de)收(shou)縮傾向zengda，粗(cu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨又然降低(di)了(le)材料的(de)(de)(de)性能(neng)。
(2)提高鑄鐵平板原鐵液的硅(gui)量，控制孕育(yu)
灰鑄鐵中(zhong)的(de)硅(gui)一部分(fen)是原鐵液中(zhong)的(de)硅(gui)，一部分(fen)是孕育(yu)帶入的(de)硅(gui)。
許多人(ren)喜歡原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)硅(gui)低點(dian)，然后(hou)用很大的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育量(liang)(liang)(liang)孕(yun)(yun)育，這(zhe)種做(zuo)法(fa)并不科學(xue)：大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育是不可(ke)(ke)(ke)取的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)會zengda收縮(suo)傾向。孕(yun)(yun)育是為了增加結(jie)晶核心的(de)(de)(de)(de)數量(liang)(liang)(liang)，cujin石墨化，少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)(yun)育（0.2～0.4） 可(ke)(ke)(ke)以達到(dao)這(zhe)個(ge)目(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)。從(cong)工藝控制(zhi)來說，孕(yun)(yun)育量(liang)(liang)(liang)應(ying)該相(xiang)應(ying)穩(wen)定(ding)(ding)，不能有(you)(you)(you)過大的(de)(de)(de)(de)變化。這(zhe) 要(yao)求原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)量(liang)(liang)(liang)也要(yao)相(xiang)應(ying)穩(wen)定(ding)(ding)。提(ti)高(gao)原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)量(liang)(liang)(liang)，既可(ke)(ke)(ke)以減(jian)少白(bai)口和收縮(suo)傾向，又能發揮硅(gui)固溶強(qiang)化基(ji)體的(de)(de)(de)(de)作用，性能反而不降低。目(mu)(mu)前比較科學(xue)的(de)(de)(de)(de)做(zuo)法(fa)是提(ti)高(gao)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)含(han)硅(gui)量(liang)(liang)(liang)，孕(yun)(yun)育量(liang)(liang)(liang)控制(zhi)在0.3左右，這(zhe)樣可(ke)(ke)(ke)以發揮硅(gui)的(de)(de)(de)(de)固溶強(qiang)化作用，對提(ti)高(gao)強(qiang)度(du)有(you)(you)(you)利(li)，也對減(jian)少鑄(zhu)件收縮(suo)有(you)(you)(you)利(li) 。
（3）合金化的方法對鑄鐵平(ping)板鐵液收縮有很大影響
合金化能youxiao提高(gao)鑄鐵的性能，我們常用的合金元素是鉻(ge)、鉬、銅(tong)、錫、鎳(nie)。
鉻(ge)：鉻(ge)能(neng)(neng)youxiao地(di)提高(gao)灰鑄鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)，隨著加(jia)入(ru)量(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)，性(xing)能(neng)(neng)會(hui)一直提高(gao)。鉻(ge)的(de)(de)(de)白口(kou)傾向(xiang)比較大，這是(shi)大家顧忌的(de)(de)(de)問(wen)題。加(jia)入(ru)量(liang)太大，會(hui)出現碳(tan)化物(wu)。至于鉻(ge)量(liang)的(de)(de)(de)上限如(ru)何(he)控制，不同(tong)的(de)(de)(de)加(jia)鉻(ge)工藝(yi)，上限有所不同(tong)，如(ru)果鉻(ge)加(jia)入(ru)到原鐵(tie)(tie)液中，其上限不要超過0.35，提高(gao)原鐵(tie)(tie)液中的(de)(de)(de)鉻(ge)量(liang)會(hui)使鐵(tie)(tie)液白口(kou)傾向(xiang)和收縮(suo)傾向(xiang)加(jia)大， 有害。
另一種(zhong)加(jia)鉻的(de)工(gong)(gong)藝不(bu)是提高 原(yuan)鐵(tie)液(ye)(ye)鉻是，而(er)是將鉻加(jia)入(ru)到鐵(tie)液(ye)(ye)包中，用(yong)沖(chong)入(ru)法沖(chong)入(ru)，這種(zhong)工(gong)(gong)藝會(hui)大(da)大(da)減少(shao)鐵(tie)液(ye)(ye)的(de)白口和收縮(suo)傾(qing)向(xiang)，同前一種(zhong)工(gong)(gong)藝相比，同樣的(de)鉻量，白口和收縮(suo)傾(qing)向(xiang)會(hui)減少(shao)一半(ban)以上，這種(zhong)加(jia)鉻方式(shi)，鉻的(de)上限可以控(kong)制到0.45。
鉬(mu)：鉬(mu)的(de) 性與鉻 相似，不再(zai)作具體描(miao)述。由于鉬(mu)的(de)價(jia)格昂貴，加鉬(mu)會(hui)大(da)幅度增加成本。因此，應盡可能少(shao)加鉬(mu)，多加一(yi)些鉻。
用沖入(ru)法加鉻、加鉬是(shi)減(jian)少(shao)合金化收縮的youxiao措(cuo)施。
（4）鑄鐵(tie)(tie)平板（鑄鐵(tie)(tie)平臺(tai)）鐵(tie)(tie)液澆注溫度對(dui)收縮的影響
溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)鐵液(ye)收(shou)(shou)縮傾(qing)向大，這是大家都有(you)的(de)(de)(de)經驗。要(yao)控制澆注溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)在(zai)合理(li)的(de)(de)(de)范圍(wei)內是 重要(yao)的(de)(de)(de)，澆注溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)如果高(gao)(gao)于工藝(yi)規定的(de)(de)(de)合理(li)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)20～30℃，收(shou)(shou)縮傾(qing)向 會大幅增(zeng)加。生(sheng)(sheng)產中(zhong)要(yao)注意這樣(yang)一(yi)(yi)種現(xian)象，沒(mei)有(you)自(zi)動保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)功能的(de)(de)(de)電爐(lu)，可能會使(shi)鐵液(ye)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高(gao)(gao)，一(yi)(yi)包(bao)鐵液(ye)的(de)(de)(de)澆注溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)會低一(yi)(yi)些，隨后溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)會越來越高(gao)(gao)，如果不(bu)加以(yi)控制， 有(you)可能產生(sheng)(sheng)收(shou)(shou)縮廢品(pin)。生(sheng)(sheng)產中(zhong)一(yi)(yi)包(bao)鐵液(ye)要(yao)燙包(bao)，燙好(hao)的(de)(de)(de)包(bao)再用，而且一(yi)(yi)包(bao)鐵液(ye)澆注溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)要(yao)控制在(zai)下限，不(bu)要(yao)在(zai)上限，防(fang)止(zhi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)不(bu)斷升高(gao)(gao)。電爐(lu)熔煉控制好(hao)澆注溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)，是防(fang)止(zhi)鑄件產生(sheng)(sheng)收(shou)(shou)縮廢品(pin)的(de)(de)(de)關鍵(jian)措施。
（5）鐵液氧化傾向不容忽略：氧化大，收縮大。
鐵(tie)液(ye)氧(yang)化傾(qing)向(xiang)大(da)是 有害的(de)，也(ye)會zengda收縮傾(qing)向(xiang)。為了降低鐵(tie)液(ye)氧(yang)化，沖(chong)天(tian)爐(lu)(lu)熔(rong)煉(lian) 要實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)熔(rong)煉(lian)。現(xian)在國(guo)外(wai)的(de)電爐(lu)(lu)熔(rong)煉(lian)技(ji)術可以做(zuo)到加(jia)入的(de)鐵(tie)料(liao)在幾分鐘內快(kuai)速(su)熔(rong)化，大(da)大(da)縮短了鐵(tie)料(liao)在高(gao)溫(wen)氧(yang)化階段的(de)時間，氧(yang)化傾(qing)向(xiang)大(da)幅降低，同時由(you)于電爐(lu)(lu)增碳技(ji)術的(de)應用，使鐵(tie)液(ye)的(de)氧(yang)化進一步(bu)降低，所以電爐(lu)(lu)熔(rong)煉(lian)也(ye)可以生(sheng)產出低氧(yang)化、低收縮的(de)鐵(tie)液(ye)。只要嚴格控制(zhi)好(hao)澆(jiao)注溫(wen)度，用電爐(lu)(lu)熔(rong)煉(lian)生(sheng)產復雜的(de)缸體、缸蓋鑄件也(ye)很有優勢。
