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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電爐熔煉：增碳(tan)技(ji)術(shu)(shu)的應(ying)用是解決鐵(tie)液收縮的關鍵技(ji)術(shu)(shu)。由(you)于鐵(tie)液凝(ning)固(gu)過程中(zhong)的石墨析(xi)出產生(sheng)石墨化膨(peng)脹(zhang)作(zuo)用，良好的石墨化會減(jian)少鐵(tie)液的收縮傾向，因此，增碳(tan)技(ji)術(shu)(shu)是好的工(gong)藝(yi)。
由于(yu)加入(ru)(ru)增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)提高了鐵(tie)液的石墨化(hua)能力，因此，采用全廢鋼(gang)(gang)熔煉加增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的工藝，鐵(tie)液的收縮傾向反而(er) 小。這是 重要的一(yi)(yi)個觀念(nian)轉(zhuan)變，傳統的觀念(nian)是認為多加廢鋼(gang)(gang)會zengda鐵(tie)液的收縮傾向，這樣我(wo)們 容易走入(ru)(ru)一(yi)(yi)個誤(wu)區，不愿意多用廢鋼(gang)(gang)，而(er)喜(xi)歡多用一(yi)(yi)些生鐵(tie)。
多用生(sheng)鐵的(de)缺點是：生(sheng)鐵中有(you)許多粗(cu)大的(de)過共(gong)晶石(shi)墨(mo)(mo)，這種粗(cu)大的(de)石(shi)墨(mo)(mo)具有(you)遺傳性，如(ru)果低(di)溫熔(rong)煉，粗(cu)大的(de)石(shi)墨(mo)(mo)難(nan)以(yi)xiaochu，粗(cu)大的(de)石(shi)墨(mo)(mo)從液(ye)態(tai)遺傳到了(le)固(gu)態(tai)，使凝(ning)固(gu)過程中本來由(you)于石(shi)墨(mo)(mo)析出(chu)應(ying)該產生(sheng)的(de)膨脹作用削(xue)弱，因此使鐵液(ye)凝(ning)固(gu)過程中的(de)收縮(suo)傾向zengda，粗(cu)大的(de)石(shi)墨(mo)(mo)又然降低(di)了(le)材料的(de)性能。
(2)提高鑄鐵平(ping)板原(yuan)鐵液的硅量，控(kong)制孕育
灰鑄(zhu)鐵中的(de)(de)硅一部分(fen)是原鐵液中的(de)(de)硅，一部分(fen)是孕育帶入(ru)的(de)(de)硅。
許多人喜歡原鐵(tie)(tie)(tie)液中的(de)硅(gui)(gui)(gui)低點，然后(hou)用(yong)很大(da)(da)的(de)孕育(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)孕育(yu)(yu)，這(zhe)(zhe)種做法并不(bu)科學(xue)：大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)孕育(yu)(yu)是(shi)不(bu)可取的(de)，這(zhe)(zhe)會zengda收縮傾(qing)向。孕育(yu)(yu)是(shi)為了增加結晶核心的(de)數(shu)量(liang)(liang)(liang)(liang)，cujin石(shi)墨(mo)化，少量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)孕育(yu)(yu)（0.2～0.4） 可以(yi)達到(dao)這(zhe)(zhe)個目的(de)。從工藝控制來說，孕育(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)應(ying)該相應(ying)穩(wen)定(ding)，不(bu)能(neng)(neng)(neng)有過大(da)(da)的(de)變化。這(zhe)(zhe) 要(yao)求原鐵(tie)(tie)(tie)液的(de)硅(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)(liang)(liang)也(ye)要(yao)相應(ying)穩(wen)定(ding)。提(ti)(ti)(ti)高原鐵(tie)(tie)(tie)液的(de)硅(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)(liang)(liang)，既可以(yi)減(jian)少白(bai)口和收縮傾(qing)向，又能(neng)(neng)(neng)發(fa)揮硅(gui)(gui)(gui)固溶(rong)強(qiang)(qiang)化基(ji)體的(de)作(zuo)用(yong)，性能(neng)(neng)(neng)反而不(bu)降低。目前比較科學(xue)的(de)做法是(shi)提(ti)(ti)(ti)高灰鑄鐵(tie)(tie)(tie)原鐵(tie)(tie)(tie)液的(de)含(han)硅(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)(liang)(liang)，孕育(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)控制在0.3左右，這(zhe)(zhe)樣(yang)可以(yi)發(fa)揮硅(gui)(gui)(gui)的(de)固溶(rong)強(qiang)(qiang)化作(zuo)用(yong)，對提(ti)(ti)(ti)高強(qiang)(qiang)度有利，也(ye)對減(jian)少鑄件(jian)收縮有利 。
（3）合(he)金化的方法(fa)對鑄鐵平板鐵液收(shou)縮有(you)很大影響
合金(jin)化能(neng)youxiao提(ti)高鑄鐵的性能(neng)，我們常用(yong)的合金(jin)元素(su)是(shi)鉻、鉬(mu)、銅、錫(xi)、鎳。
鉻(ge)(ge)(ge)(ge)：鉻(ge)(ge)(ge)(ge)能youxiao地(di)提高(gao)灰鑄鐵(tie)的(de)性能，隨(sui)著加(jia)入(ru)量的(de)增加(jia)，性能會(hui)一直提高(gao)。鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)白(bai)口傾(qing)向比較大，這是大家顧(gu)忌的(de)問題。加(jia)入(ru)量太大，會(hui)出現(xian)碳化物。至(zhi)于鉻(ge)(ge)(ge)(ge)量的(de)上(shang)限(xian)如(ru)何控制，不同的(de)加(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)工藝，上(shang)限(xian)有所不同，如(ru)果(guo)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)加(jia)入(ru)到(dao)原鐵(tie)液中，其上(shang)限(xian)不要(yao)超過0.35，提高(gao)原鐵(tie)液中的(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)量會(hui)使鐵(tie)液白(bai)口傾(qing)向和收縮(suo)傾(qing)向加(jia)大， 有害(hai)。
另一(yi)種(zhong)加(jia)鉻(ge)(ge)(ge)的工藝不是(shi)(shi)提高 原鐵(tie)液(ye)(ye)鉻(ge)(ge)(ge)是(shi)(shi)，而是(shi)(shi)將鉻(ge)(ge)(ge)加(jia)入到鐵(tie)液(ye)(ye)包中，用沖入法沖入，這種(zhong)工藝會大大減少(shao)鐵(tie)液(ye)(ye)的白(bai)口和收(shou)縮傾向，同前一(yi)種(zhong)工藝相比(bi)，同樣的鉻(ge)(ge)(ge)量，白(bai)口和收(shou)縮傾向會減少(shao)一(yi)半(ban)以上(shang)，這種(zhong)加(jia)鉻(ge)(ge)(ge)方式(shi)，鉻(ge)(ge)(ge)的上(shang)限可以控制到0.45。
鉬(mu)(mu)：鉬(mu)(mu)的(de) 性與鉻 相似，不再作具(ju)體描述(shu)。由于鉬(mu)(mu)的(de)價(jia)格昂貴(gui)，加(jia)鉬(mu)(mu)會大幅度增(zeng)加(jia)成本。因此，應盡可能少加(jia)鉬(mu)(mu)，多加(jia)一些(xie)鉻。
用(yong)沖(chong)入法加鉻、加鉬是(shi)減少合金(jin)化收縮(suo)的youxiao措施。
（4）鑄鐵(tie)平板（鑄鐵(tie)平臺）鐵(tie)液澆注溫度對收縮的影響(xiang)
溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)收(shou)(shou)縮傾(qing)向大(da)，這是大(da)家(jia)都有(you)(you)的(de)經驗。要控(kong)制(zhi)澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在合理(li)的(de)范圍內是 重要的(de)，澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)如(ru)果高(gao)(gao)于工藝規定的(de)合理(li)的(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)20～30℃，收(shou)(shou)縮傾(qing)向 會(hui)大(da)幅(fu)增(zeng)加。生(sheng)產中(zhong)要注(zhu)(zhu)意(yi)這樣一(yi)種現象，沒有(you)(you)自動保溫(wen)(wen)(wen)(wen)功能(neng)的(de)電(dian)爐(lu)，可(ke)能(neng)會(hui)使鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)(gao)，一(yi)包鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)的(de)澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)會(hui)低一(yi)些，隨后溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)會(hui)越來越高(gao)(gao)，如(ru)果不加以控(kong)制(zhi)， 有(you)(you)可(ke)能(neng)產生(sheng)收(shou)(shou)縮廢品。生(sheng)產中(zhong)一(yi)包鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)要燙包，燙好的(de)包再用，而且(qie)一(yi)包鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)要控(kong)制(zhi)在下限，不要在上限，防止溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)不斷升(sheng)高(gao)(gao)。電(dian)爐(lu)熔煉控(kong)制(zhi)好澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，是防止鑄件產生(sheng)收(shou)(shou)縮廢品的(de)關鍵措(cuo)施。
（5）鐵液氧(yang)(yang)化(hua)傾向(xiang)不容(rong)忽略：氧(yang)(yang)化(hua)大(da)，收縮大(da)。
鐵(tie)(tie)液氧(yang)化(hua)傾(qing)向(xiang)大(da)是 有害的(de)，也會zengda收縮傾(qing)向(xiang)。為了降低(di)鐵(tie)(tie)液氧(yang)化(hua)，沖天爐(lu)(lu)熔(rong)(rong)煉(lian) 要(yao)實現(xian)快速熔(rong)(rong)煉(lian)。現(xian)在(zai)(zai)國外的(de)電爐(lu)(lu)熔(rong)(rong)煉(lian)技(ji)術可以做到加入的(de)鐵(tie)(tie)料在(zai)(zai)幾分鐘(zhong)內快速熔(rong)(rong)化(hua)，大(da)大(da)縮短了鐵(tie)(tie)料在(zai)(zai)高溫氧(yang)化(hua)階段的(de)時間(jian)，氧(yang)化(hua)傾(qing)向(xiang)大(da)幅降低(di)，同時由于電爐(lu)(lu)增碳技(ji)術的(de)應用，使(shi)鐵(tie)(tie)液的(de)氧(yang)化(hua)進一步降低(di)，所以電爐(lu)(lu)熔(rong)(rong)煉(lian)也可以生(sheng)產出低(di)氧(yang)化(hua)、低(di)收縮的(de)鐵(tie)(tie)液。只(zhi)要(yao)嚴格控制好(hao)澆注溫度，用電爐(lu)(lu)熔(rong)(rong)煉(lian)生(sheng)產復雜(za)的(de)缸體(ti)、缸蓋(gai)鑄(zhu)件也很有優勢。
