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)(zhu)造高(gao)強度高(gao)韌(ren)性鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)工作臺，在(zai)滿足 殊性能(neng)要求的(de)基礎上，減(jian)少(shao)了(le)熱處理(li)環節，節約了(le)中間運輸成本(ben)(ben)，縮短(duan)了(le)供(gong)貨周期，是企業在(zai)制造過(guo)程中，努力追求的(de)方向(xiang)， 別是當前市(shi)場競爭(zheng)(zheng)激烈日趨熱化的(de)環境下，可以(yi)youxiao減(jian)低企業生產成本(ben)(ben)，提(ti)高(gao)產品(pin)競爭(zheng)(zheng)力。
通常(chang)強度(du)(du)與塑性(xing)之間始終(zhong)存在矛盾，而隨著(zhu)對合金(jin)(jin)強化基體組(zu)織認識的(de)加深(shen)，對于金(jin)(jin)屬材料性(xing)能 殊要(yao)(yao)求(qiu)的(de)不(bu)斷提(ti)高，要(yao)(yao)求(qiu)球墨(mo)鑄鐵強度(du)(du)達到600MP以上，同時要(yao)(yao)求(qiu)其具(ju)有很(hen)(hen)好的(de)強韌性(xing)延伸率(lv)10以上，通過(guo)熱(re)處理很(hen)(hen)難同時保證強度(du)(du)與韌性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)，通過(guo)控制(zhi)影(ying)響(xiang)顯微組(zu)織的(de)因素（化學成分，合金(jin)(jin)化，熔煉質量，球化孕育處理、壁厚條(tiao)件、冷卻速度(du)(du)等(deng)），可(ke)以滿(man)足鑄態高強度(du)(du)，高韌性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)，現簡單(dan)介紹其控制(zhi)方(fang)法：
2 化學成分的選擇
2.1 碳cujin鎂的(de)(de)吸收，gaishan球化、提高石墨(mo)球的(de)(de)圓整度；提高鐵(tie)液的(de)(de)流動性，減(jian)少鑄(zhu)鐵(tie)工作臺(tai)鑄(zhu)件的(de)(de)疏松缺陷(xian)和縮凹傾向(xiang)；能(neng)(neng)夠cujin石墨(mo)化，減(jian)小白口(kou)傾向(xiang)。但是，過高的(de)(de)碳又容易產(chan)生石墨(mo)漂浮(fu)，使(shi)鑄(zhu)件綜合性能(neng)(neng)降低(di)。因此將碳控制(zhi)為3.5~3.7。
2.2硅(gui)(gui) cujin石(shi)墨(mo)化元素，在(zai)球(qiu)墨(mo)鑄鐵生產中由于硅(gui)(gui)的(de)孕(yun)育作用(yong)，使珠光體和鐵素體的(de)比(bi)例改變：Si控(kong)制在(zai)2.0~2.5有利于珠光體組織的(de)生成，而為了在(zai)保證強度達到(dao)600MP的(de)基礎上，延(yan)伸(shen)率達到(dao)10，適當(dang)提高(gao)孕(yun)育效果(guo)，保證一定(ding)比(bi)例的(de)鐵素體組織，將硅(gui)(gui)控(kong)制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩(wen)定珠光(guang)體(ti)元素，可以提高強度和(he)硬度，降低塑(su)性(xing)和(he)韌性(xing)；但錳易(yi)產(chan)生偏析，錳量(liang)過多，易(yi)在共晶(jing)團(tuan)邊界形成化(hua)合物(wu)，降低鑄件(jian)的力(li)學性(xing)能，對厚大鑄件(jian) 為嚴重。
一般不采(cai)用(yong)錳作為鑄態形成珠光體的(de)元素(su)，將錳控制為<0.5。
2.4 硫與鎂、稀土親和力很強，消(xiao)耗鐵(tie)液中(zhong)的球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)元(yuan)素(su)，形成(cheng)MgS、RES渣，降(jiang)低球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)率(lv)；硫越高、消(xiao)耗球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑越多、因此鐵(tie)液含硫量高是(shi)造成(cheng)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)元(yuan)素(su)殘留量少(shao)而導致(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)不良的主要(yao)原因；另外，含硫量高還容易產生夾(jia)渣、皮下氣孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin) 磷(lin)在球(qiu)鐵(tie)中溶解度很低，當磷(lin)超(chao)過某(mou)一含量時，易偏析于共(gong)晶團邊(bian)界形成磷(lin)共(gong)晶，降低鑄件的塑性、韌(ren)性和強度，并且使(shi)鑄件產(chan)生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂(mei)和稀(xi)(xi)土(tu)(tu) 鐵(tie)液中有(you)一定的鎂(mei)和稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)的殘留(liu)量才能保(bao)證(zheng)石(shi)墨成球(qiu)。在(zai)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)鎂(mei)球(qiu)鐵(tie)中，鎂(mei)起主要球(qiu)化(hua)作用，稀(xi)(xi)土(tu)(tu)起輔(fu)助(zhu)球(qiu)化(hua)作用，并起到凈(jing)化(hua)鐵(tie)液、抗球(qiu)化(hua)干擾元素(su)的作用。將它們控(kong)制在(zai)如下范(fan)圍：Mg殘0.030~0.05、RE殘0.030~0.05。
2.7銅(tong)+錫(xi) 銅(tong)在共(gong)晶轉變時，cujin石墨化，減少或xiaochu游離滲碳體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)；在共(gong)析轉變時，cujin珠(zhu)光(guang)體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)，可減少或完全控制鐵素(su)體的(de)(de)形成(cheng)(cheng)；對基體固溶(rong)強化。是鑄態高強度高韌(ren)(ren)性球墨鑄鐵生產(chan)中，理想(xiang)(xiang)的(de)(de)合(he)(he)金(jin)元素(su)。而銅(tong)量(liang)小于(yu)(yu)0.4時，對于(yu)(yu)大量(liang)增加珠(zhu)光(guang)體數量(liang)沒(mei)有明顯影響，對于(yu)(yu)薄壁(bi)(bi)鑄件采用銅(tong)作為(wei)合(he)(he)金(jin)元素(su)保證強韌(ren)(ren)性要求(qiu)是為(wei)理想(xiang)(xiang)的(de)(de)選(xuan)擇，根據壁(bi)(bi)厚條件，控制Cu的(de)(de)范(fan)圍為(wei)0.20~0.50；
3 鐵液(ye)的熔煉
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)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的選用(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的選用(yong)與(yu)鐵(tie)液(ye)質(zhi)量(liang)有關：原鐵(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)硫量(liang)不(bu)同(tong)，選用(yong)含(han)稀土量(liang)不(bu)同(tong)的球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，即使(shi)利用(yong)電(dian)爐熔煉，如果使(shi)用(yong)的生(sheng)鐵(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)硫及(ji)其它雜質(zhi)元素多(duo)，原鐵(tie)水含(han)S＞0.03，則選用(yong)FeSiMg8RE7的球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)；S＜0.03時(shi)，則選用(yong)低(di)稀土的FeSiMg8RE5或(huo)FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)質(zhi)量(liang)不(bu)僅與(yu)化(hua)(hua)學成(cheng)分有關，而(er)且與(yu)粒(li)(li)度也(ye)有一定的關系，生(sheng)產(chan)(chan)實踐過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，粒(li)(li)度過大，不(bu)易(yi)快速溶(rong)解(jie)，使(shi)反應熔化(hua)(hua)時(shi)間長，導致球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)上浮至鐵(tie)液(ye)表(biao)面燒損(sun)，鎂(mei)的吸收率下降，影響球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)效果；同(tong)時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)度過小(xiao)， 別是呈粉末狀的比例(li)要(yao)嚴格(ge)控制(zhi)，因(yin)為(wei)鐵(tie)水溫(wen)度高，容易(yi)直接燒損(sun)，溫(wen)度低(di)則，直接氧(yang)化(hua)(hua)。生(sheng)產(chan)(chan)過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)度主要(yao)還是取決(jue)于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包的大小(xiao)和(he)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)溫(wen)度：生(sheng)產(chan)(chan)過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理(li)溫(wen)度15100C~15400 C，因(yin)此(ci)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)(li)度選用(yong)5~30 mm，超標(biao)粒(li)(li)度的球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)應小(xiao)于5。
4.2 鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)工作臺孕(yun)(yun)育(yu)(yu)處(chu)理(li) 孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)選用(yong)(yong)常用(yong)(yong)的(de)(de)75FeSi，為提高孕(yun)(yun)育(yu)(yu)效果(guo)，并合(he)理(li)控制終硅量(liang)根據生產條件(jian)，采用(yong)(yong)二次(ci)(ci)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)處(chu)理(li)方式(shi)：采用(yong)(yong)沖入(ru)(ru)法(fa)球(qiu)化(hua)時(shi)在球(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)表(biao)面(mian)加入(ru)(ru)0.4的(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)，孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)粒度(du)3~8 mm，待(dai)沖入(ru)(ru)鐵(tie)(tie)(tie)液進行球(qiu)化(hua)處(chu)理(li)時(shi)，同時(shi)發生孕(yun)(yun)育(yu)(yu)作用(yong)(yong)，在澆注(zhu)(zhu)前(qian)將鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)(shui)從球(qiu)化(hua)包(bao)轉入(ru)(ru)澆注(zhu)(zhu)包(bao)時(shi)在鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)(shui)表(biao)面(mian)加入(ru)(ru)0.2~0.3的(de)(de)粒度(du)為1~3mm的(de)(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)(ji)作為二次(ci)(ci)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)，可以(yi)youxiao防止孕(yun)(yun)育(yu)(yu)衰退提高孕(yun)(yun)育(yu)(yu)效果(guo)。 由于鑄(zhu)態高強度(du)高韌性(xing)灰口鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)件(jian)的(de)(de)性(xing)能(neng)主要(yao)由合(he)金化(hua)后的(de)(de)微觀基體(ti)組織保證(zheng)，而(er)珠光體(ti)數量(liang)以(yi)及鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)基體(ti)強度(du)主要(yao)依靠(kao)合(he)金銅(tong)、錫的(de)(de)作用(yong)(yong)體(ti)現，適當加強孕(yun)(yun)育(yu)(yu)效果(guo)，有利(li)于鑄(zhu)件(jian)在保證(zheng)抗拉(la)強度(du)達(da)到600MP的(de)(de)前(qian)提下，有較(jiao)強的(de)(de)韌性(xing)，延伸率＞10，并能(neng)youxiaoxiaochu碳化(hua)物(wu)，有利(li)于鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)(shui)補縮，減(jian)小鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)(shui)(shui)收縮傾向，防止鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)工作臺（鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平臺）鑄(zhu)件(jian)產生疏松。
我國的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)產業正在朝著一個(ge)新(xin)的(de)(de)攻堅時期發展。這不(bu)僅(jin)是鑄(zhu)(zhu)造(zao)鑄(zhu)(zhu)鐵工作臺發展的(de)(de)新(xin)開端， 是鑄(zhu)(zhu)造(zao)產業由(you)量到質的(de)(de)轉變新(xin)階段。創(chuang)新(xin)是推動鑄(zhu)(zhu)造(zao)產品發展的(de)(de)重要推動力，不(bu)容忽視。
