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(zhu)造高強度高韌性鑄(zhu)鐵(tie)工作臺，在滿足 殊(shu)性能要(yao)求的基礎上，減少了熱處理環節，節約(yue)了中間運輸成本，縮短了供貨(huo)周期，是企業在制造過程中，努力追求的方向， 別是當前(qian)市場競(jing)爭(zheng)激(ji)烈日趨熱化的環境下，可以(yi)youxiao減低(di)企業生產(chan)成本，提高產(chan)品競(jing)爭(zheng)力。
通(tong)常強(qiang)度與(yu)塑性(xing)之間始終(zhong)存在矛盾，而隨(sui)著(zhu)對合(he)(he)金(jin)強(qiang)化(hua)基體組織(zhi)認識的加深，對于金(jin)屬材料性(xing)能 殊(shu)要(yao)求(qiu)(qiu)的不斷提高(gao)，要(yao)求(qiu)(qiu)球墨鑄鐵強(qiang)度達到(dao)600MP以(yi)(yi)上(shang)，同(tong)(tong)時要(yao)求(qiu)(qiu)其(qi)(qi)具有很好的強(qiang)韌(ren)性(xing)延伸率(lv)10以(yi)(yi)上(shang)，通(tong)過熱(re)處理很難同(tong)(tong)時保證強(qiang)度與(yu)韌(ren)性(xing)要(yao)求(qiu)(qiu)，通(tong)過控制影響顯微組織(zhi)的因素（化(hua)學成分，合(he)(he)金(jin)化(hua)，熔煉質量(liang)，球化(hua)孕育處理、壁厚條件(jian)、冷(leng)卻(que)速度等），可以(yi)(yi)滿足鑄態高(gao)強(qiang)度，高(gao)韌(ren)性(xing)要(yao)求(qiu)(qiu)，現簡(jian)單介紹其(qi)(qi)控制方(fang)法：
2 化學成分(fen)的選擇
2.1 碳cujin鎂的吸收，gaishan球化、提高(gao)石(shi)墨球的圓整度；提高(gao)鐵(tie)液的流(liu)動性(xing)，減少鑄鐵(tie)工作(zuo)臺鑄件的疏松缺陷和縮(suo)凹傾向(xiang)；能夠cujin石(shi)墨化，減小白口傾向(xiang)。但(dan)是，過高(gao)的碳又容(rong)易產生石(shi)墨漂(piao)浮，使鑄件綜合性(xing)能降(jiang)低。因此(ci)將碳控制為(wei)3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨(mo)化元素(su)，在(zai)球墨(mo)鑄鐵(tie)(tie)生(sheng)產中由于硅的孕育作(zuo)用，使珠光體(ti)(ti)(ti)和(he)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)的比(bi)(bi)例(li)改變：Si控制(zhi)在(zai)2.0~2.5有利于珠光體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)的生(sheng)成，而為了在(zai)保證(zheng)強度達到600MP的基(ji)礎(chu)上，延(yan)伸(shen)率(lv)達到10，適當提高孕育效果，保證(zheng)一定(ding)比(bi)(bi)例(li)的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，將硅控制(zhi)在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳(meng)(meng)使穩定(ding)珠光體元素(su)，可以提(ti)高強度和(he)硬度，降低塑性和(he)韌性；但錳(meng)(meng)易產(chan)生(sheng)偏(pian)析(xi)，錳(meng)(meng)量過多(duo)，易在共晶團邊界(jie)形成化(hua)合物，降低鑄件的力學性能，對(dui)厚大鑄件 為嚴重(zhong)。
一般不(bu)采用錳作為鑄態形成珠光(guang)體的(de)元素，將錳控制為<0.5。
2.4 硫(liu)(liu)與鎂、稀土(tu)親和力很強(qiang)，消耗鐵液(ye)中的球(qiu)(qiu)化元(yuan)素，形成MgS、RES渣，降低(di)球(qiu)(qiu)化率；硫(liu)(liu)越高(gao)(gao)、消耗球(qiu)(qiu)化劑越多、因此鐵液(ye)含(han)硫(liu)(liu)量(liang)高(gao)(gao)是(shi)造成球(qiu)(qiu)化元(yuan)素殘留量(liang)少而導致(zhi)球(qiu)(qiu)化不良(liang)的主要(yao)原因；另外，含(han)硫(liu)(liu)量(liang)高(gao)(gao)還容易(yi)產生夾渣、皮下氣孔(kong)等(deng)缺(que)陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin)(lin) 磷(lin)(lin)在(zai)球鐵中溶解(jie)度(du)很低，當磷(lin)(lin)超過某一含量時，易偏析于共(gong)(gong)晶(jing)團邊界形成磷(lin)(lin)共(gong)(gong)晶(jing)，降低鑄件(jian)的塑性(xing)、韌(ren)性(xing)和強(qiang)度(du)，并且使鑄件(jian)產生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀(xi)土 鐵液中有一定的鎂和稀(xi)土元(yuan)素的殘(can)(can)留量才能保證石墨成(cheng)球(qiu)(qiu)。在稀(xi)土鎂球(qiu)(qiu)鐵中，鎂起主要球(qiu)(qiu)化作(zuo)用，稀(xi)土起輔助球(qiu)(qiu)化作(zuo)用，并起到凈化鐵液、抗球(qiu)(qiu)化干擾元(yuan)素的作(zuo)用。將它(ta)們(men)控制在如下范圍：Mg殘(can)(can)0.030~0.05、RE殘(can)(can)0.030~0.05。
2.7銅(tong)(tong)+錫(xi) 銅(tong)(tong)在共(gong)(gong)晶(jing)轉變時，cujin石墨化，減少或(huo)(huo)xiaochu游(you)離滲碳(tan)體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)；在共(gong)(gong)析轉變時，cujin珠光體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)，可減少或(huo)(huo)完全控制鐵素(su)體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)；對(dui)基體固溶強化。是鑄態(tai)高(gao)(gao)強度高(gao)(gao)韌(ren)性球(qiu)墨鑄鐵生產中，理想的(de)(de)合金(jin)元素(su)。而銅(tong)(tong)量(liang)小于(yu)0.4時，對(dui)于(yu)大量(liang)增加珠光體數(shu)量(liang)沒(mei)有明顯影響，對(dui)于(yu)薄(bo)壁(bi)鑄件(jian)采(cai)用銅(tong)(tong)作(zuo)為(wei)合金(jin)元素(su)保證(zheng)強韌(ren)性要求是為(wei)理想的(de)(de)選擇，根據(ju)壁(bi)厚條(tiao)件(jian)，控制Cu的(de)(de)范圍(wei)為(wei)0.20~0.50；
3 鐵(tie)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 球化及孕育處理
4.1 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)選用(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)選用(yong)(yong)與鐵(tie)液質量(liang)(liang)有(you)關(guan)(guan)：原鐵(tie)液中(zhong)(zhong)含硫量(liang)(liang)不(bu)同，選用(yong)(yong)含稀(xi)土量(liang)(liang)不(bu)同的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，即(ji)使(shi)利用(yong)(yong)電爐熔煉，如果使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)生鐵(tie)中(zhong)(zhong)含硫及(ji)其它雜質元素多(duo)，原鐵(tie)水含S＞0.03，則(ze)選用(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)；S＜0.03時，則(ze)選用(yong)(yong)低稀(xi)土的(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)質量(liang)(liang)不(bu)僅與化(hua)(hua)學成分有(you)關(guan)(guan)，而且與粒(li)度(du)也(ye)有(you)一(yi)定的(de)(de)關(guan)(guan)系，生產實踐過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，粒(li)度(du)過(guo)(guo)(guo)大(da)，不(bu)易快速溶解(jie)，使(shi)反(fan)應熔化(hua)(hua)時間(jian)長，導致球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)上浮至鐵(tie)液表面燒損(sun)，鎂的(de)(de)吸(xi)收率(lv)下降，影響球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)效(xiao)果；同時，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒(li)度(du)過(guo)(guo)(guo)小， 別是呈粉末狀的(de)(de)比例要嚴(yan)格(ge)控制，因為(wei)鐵(tie)水溫(wen)度(du)高(gao)，容易直接(jie)(jie)燒損(sun)，溫(wen)度(du)低則(ze)，直接(jie)(jie)氧化(hua)(hua)。生產過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒(li)度(du)主要還(huan)是取決于(yu)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包的(de)(de)大(da)小和球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)：生產過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理溫(wen)度(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)粒(li)度(du)選用(yong)(yong)5~30 mm，超標(biao)粒(li)度(du)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)應小于(yu)5。
4.2 鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)工作(zuo)臺(tai)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)處(chu)理 孕(yun)(yun)(yun)育(yu)劑(ji)選用(yong)常用(yong)的(de)(de)(de)75FeSi，為(wei)提(ti)高孕(yun)(yun)(yun)育(yu)效果(guo)，并合(he)理控(kong)制終(zhong)硅(gui)量根(gen)據生產(chan)條件(jian)，采(cai)(cai)用(yong)二次(ci)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)處(chu)理方式：采(cai)(cai)用(yong)沖入法球(qiu)化(hua)(hua)時在球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)表面加入0.4的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)劑(ji)，孕(yun)(yun)(yun)育(yu)劑(ji)粒(li)(li)度(du)3~8 mm，待沖入鐵(tie)液進行球(qiu)化(hua)(hua)處(chu)理時，同(tong)時發生孕(yun)(yun)(yun)育(yu)作(zuo)用(yong)，在澆注(zhu)前(qian)將鐵(tie)水(shui)(shui)從球(qiu)化(hua)(hua)包轉(zhuan)入澆注(zhu)包時在鐵(tie)水(shui)(shui)表面加入0.2~0.3的(de)(de)(de)粒(li)(li)度(du)為(wei)1~3mm的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)劑(ji)作(zuo)為(wei)二次(ci)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)，可以(yi)youxiao防(fang)止孕(yun)(yun)(yun)育(yu)衰退提(ti)高孕(yun)(yun)(yun)育(yu)效果(guo)。 由于(yu)鑄(zhu)(zhu)態高強(qiang)(qiang)度(du)高韌(ren)性灰口鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)件(jian)的(de)(de)(de)性能(neng)主要由合(he)金化(hua)(hua)后的(de)(de)(de)微觀基體(ti)組織保(bao)證，而(er)珠光體(ti)數量以(yi)及(ji)鐵(tie)素體(ti)基體(ti)強(qiang)(qiang)度(du)主要依靠合(he)金銅、錫的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)體(ti)現，適當加強(qiang)(qiang)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)效果(guo)，有利(li)于(yu)鑄(zhu)(zhu)件(jian)在保(bao)證抗拉強(qiang)(qiang)度(du)達(da)到600MP的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，有較強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)韌(ren)性，延伸率＞10，并能(neng)youxiaoxiaochu碳化(hua)(hua)物(wu)，有利(li)于(yu)鐵(tie)水(shui)(shui)補(bu)縮，減小(xiao)鐵(tie)水(shui)(shui)收縮傾向，防(fang)止鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)工作(zuo)臺(tai)（鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平臺(tai)）鑄(zhu)(zhu)件(jian)產(chan)生疏(shu)松(song)。
我國的鑄(zhu)造產(chan)業正在朝著(zhu)一(yi)個新(xin)的攻堅時期發(fa)(fa)展。這不僅(jin)是鑄(zhu)造鑄(zhu)鐵工作臺發(fa)(fa)展的新(xin)開端， 是鑄(zhu)造產(chan)業由量到(dao)質的轉變新(xin)階段。創(chuang)新(xin)是推(tui)動(dong)鑄(zhu)造產(chan)品發(fa)(fa)展的重要(yao)推(tui)動(dong)力，不容忽視(shi)。
