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(gao)強度高(gao)韌性(xing)鑄(zhu)鐵(tie)工作臺(tai)，在(zai)滿足 殊性(xing)能要(yao)求的基(ji)礎上，減少了(le)熱(re)處理環節(jie)(jie)，節(jie)(jie)約了(le)中間運輸(shu)成本，縮短了(le)供貨周期，是企業在(zai)制造過(guo)程中，努力追求的方向， 別是當(dang)前市場競(jing)爭激烈日(ri)趨(qu)熱(re)化(hua)的環境下，可(ke)以youxiao減低企業生產(chan)成本，提高(gao)產(chan)品競(jing)爭力。
通(tong)常強(qiang)(qiang)度與塑性之間始終存(cun)在矛盾，而隨著對合(he)金強(qiang)(qiang)化基體組織(zhi)(zhi)認(ren)識的(de)(de)(de)加深，對于金屬材料性能 殊要求的(de)(de)(de)不斷提高(gao)，要求球(qiu)墨鑄鐵強(qiang)(qiang)度達到(dao)600MP以(yi)上，同(tong)時要求其(qi)具有很好的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)韌性延(yan)伸(shen)率10以(yi)上，通(tong)過(guo)熱(re)處理很難同(tong)時保證強(qiang)(qiang)度與韌性要求，通(tong)過(guo)控(kong)制影響顯(xian)微組織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)因素（化學成分，合(he)金化，熔煉(lian)質(zhi)量，球(qiu)化孕育(yu)處理、壁厚條件、冷卻(que)速度等），可以(yi)滿(man)足鑄態高(gao)強(qiang)(qiang)度，高(gao)韌性要求，現簡單介紹其(qi)控(kong)制方法：
2 化(hua)學(xue)成分(fen)的(de)選擇
2.1 碳(tan)cujin鎂的(de)(de)吸收，gaishan球化、提高石墨球的(de)(de)圓(yuan)整度；提高鐵液的(de)(de)流動(dong)性，減(jian)少鑄(zhu)鐵工作臺鑄(zhu)件的(de)(de)疏松缺陷(xian)和縮凹傾向；能夠cujin石墨化，減(jian)小白(bai)口(kou)傾向。但(dan)是，過高的(de)(de)碳(tan)又容易產生石墨漂浮，使(shi)鑄(zhu)件綜合性能降低。因(yin)此將碳(tan)控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石(shi)墨(mo)(mo)化元素(su)，在(zai)球墨(mo)(mo)鑄鐵生產中(zhong)由于(yu)硅的(de)(de)孕育(yu)作用，使(shi)珠(zhu)光體和鐵素(su)體的(de)(de)比(bi)例(li)(li)改變：Si控制(zhi)在(zai)2.0~2.5有(you)利于(yu)珠(zhu)光體組織(zhi)(zhi)的(de)(de)生成(cheng)，而為了在(zai)保(bao)證(zheng)強度達到600MP的(de)(de)基(ji)礎上(shang)，延伸率(lv)達到10，適當提高孕育(yu)效果，保(bao)證(zheng)一定(ding)比(bi)例(li)(li)的(de)(de)鐵素(su)體組織(zhi)(zhi)，將硅控制(zhi)在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使穩(wen)定(ding)珠光(guang)體元素，可以提高強度和硬度，降低塑(su)性和韌性；但(dan)錳易產生偏析，錳量過多，易在共晶(jing)團邊界形成化(hua)合物，降低鑄件的(de)力(li)學(xue)性能，對(dui)厚大鑄件 為嚴重(zhong)。
一般不采用錳(meng)作為鑄態(tai)形成珠光體的元素(su)，將錳(meng)控制為<0.5。
2.4 硫與鎂、稀土親和力(li)很(hen)強(qiang)，消耗(hao)鐵(tie)液中的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)元(yuan)素，形(xing)成(cheng)MgS、RES渣，降低球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)率；硫越(yue)高(gao)、消耗(hao)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑越(yue)多、因此鐵(tie)液含硫量高(gao)是造(zao)成(cheng)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)元(yuan)素殘留量少而導(dao)致球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)不良(liang)的(de)主要原因；另外，含硫量高(gao)還(huan)容易(yi)產生夾渣、皮下氣孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷 磷在球(qiu)鐵中溶解度很低(di)，當磷超過某一(yi)含(han)量時，易偏析于共晶(jing)團邊(bian)界(jie)形成磷共晶(jing)，降低(di)鑄件的(de)塑性(xing)、韌性(xing)和強度，并且使鑄件產生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀土 鐵(tie)液中有一定的鎂和稀土元素(su)的殘留量才能保(bao)證(zheng)石(shi)墨成球。在(zai)稀土鎂球鐵(tie)中，鎂起(qi)(qi)主要球化(hua)作用，稀土起(qi)(qi)輔(fu)助球化(hua)作用，并起(qi)(qi)到凈化(hua)鐵(tie)液、抗球化(hua)干擾元素(su)的作用。將(jiang)它(ta)們控制(zhi)在(zai)如下(xia)范圍：Mg殘0.030~0.05、RE殘0.030~0.05。
2.7銅+錫 銅在(zai)共晶轉(zhuan)變時，cujin石墨(mo)化，減(jian)少或(huo)xiaochu游離(li)滲碳體(ti)的(de)形成(cheng)；在(zai)共析轉(zhuan)變時，cujin珠光體(ti)的(de)形成(cheng)，可減(jian)少或(huo)完(wan)全控制(zhi)鐵素(su)體(ti)的(de)形成(cheng)；對(dui)基體(ti)固溶強(qiang)化。是鑄態高強(qiang)度(du)高韌(ren)性(xing)球墨(mo)鑄鐵生產中，理想(xiang)的(de)合(he)金元素(su)。而銅量(liang)小于(yu)(yu)0.4時，對(dui)于(yu)(yu)大量(liang)增加珠光體(ti)數(shu)量(liang)沒有明(ming)顯(xian)影響，對(dui)于(yu)(yu)薄壁(bi)鑄件(jian)(jian)采(cai)用銅作為合(he)金元素(su)保證強(qiang)韌(ren)性(xing)要求(qiu)是為理想(xiang)的(de)選擇，根據壁(bi)厚條(tiao)件(jian)(jian)，控制(zhi)Cu的(de)范圍為0.20~0.50；
3 鐵液的熔煉(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(hua)及孕(yun)育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)選(xuan)用 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)選(xuan)用與鐵(tie)液質(zhi)量(liang)(liang)有關(guan)(guan)：原鐵(tie)液中(zhong)含硫量(liang)(liang)不(bu)同(tong)(tong)，選(xuan)用含稀土(tu)量(liang)(liang)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑，即(ji)使利(li)用電(dian)爐熔煉(lian)，如果使用的(de)(de)生鐵(tie)中(zhong)含硫及其它雜質(zhi)元(yuan)素多，原鐵(tie)水(shui)(shui)含S＞0.03，則(ze)選(xuan)用FeSiMg8RE7的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑；S＜0.03時(shi)(shi)(shi)，則(ze)選(xuan)用低稀土(tu)的(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑質(zhi)量(liang)(liang)不(bu)僅與化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學成分有關(guan)(guan)，而且與粒(li)(li)度(du)也有一定的(de)(de)關(guan)(guan)系，生產(chan)(chan)(chan)實踐(jian)過程中(zhong)，粒(li)(li)度(du)過大，不(bu)易快速溶解，使反應熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi)(shi)間長，導致(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑上浮至鐵(tie)液表面燒(shao)損，鎂的(de)(de)吸收(shou)率下降(jiang)，影(ying)響球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑粒(li)(li)度(du)過小， 別是(shi)呈(cheng)粉末狀的(de)(de)比例要嚴格控制，因(yin)為鐵(tie)水(shui)(shui)溫(wen)度(du)高，容易直接燒(shao)損，溫(wen)度(du)低則(ze)，直接氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。生產(chan)(chan)(chan)過程中(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑粒(li)(li)度(du)主要還是(shi)取決于(yu)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)(bao)的(de)(de)大小和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)：生產(chan)(chan)(chan)過程中(zhong)使用300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)包(bao)(bao)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理溫(wen)度(du)15100C~15400 C，因(yin)此球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑粒(li)(li)度(du)選(xuan)用5~30 mm，超(chao)標(biao)粒(li)(li)度(du)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑應小于(yu)5。
4.2 鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)工作(zuo)臺孕育(yu)(yu)(yu)(yu)處理 孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)(ji)選用(yong)常用(yong)的(de)75FeSi，為提(ti)(ti)高(gao)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)效果，并合理控制終(zhong)硅量根據生產(chan)條件，采(cai)用(yong)二次(ci)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)處理方式：采(cai)用(yong)沖入(ru)法球化(hua)(hua)(hua)時(shi)在(zai)球化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)表(biao)面(mian)加入(ru)0.4的(de)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)(ji)，孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)(ji)粒度(du)(du)3~8 mm，待沖入(ru)鐵(tie)(tie)(tie)液進行球化(hua)(hua)(hua)處理時(shi)，同時(shi)發生孕育(yu)(yu)(yu)(yu)作(zuo)用(yong)，在(zai)澆注(zhu)前將鐵(tie)(tie)(tie)水從(cong)球化(hua)(hua)(hua)包轉入(ru)澆注(zhu)包時(shi)在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)水表(biao)面(mian)加入(ru)0.2~0.3的(de)粒度(du)(du)為1~3mm的(de)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)(ji)作(zuo)為二次(ci)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)，可以youxiao防(fang)止孕育(yu)(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)(ti)高(gao)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)效果。 由于(yu)鑄(zhu)(zhu)態高(gao)強(qiang)度(du)(du)高(gao)韌性(xing)(xing)灰口鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)件的(de)性(xing)(xing)能主(zhu)(zhu)要(yao)由合金(jin)化(hua)(hua)(hua)后的(de)微(wei)觀基體(ti)組織保(bao)證(zheng)，而珠光體(ti)數量以及(ji)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)基體(ti)強(qiang)度(du)(du)主(zhu)(zhu)要(yao)依靠合金(jin)銅、錫(xi)的(de)作(zuo)用(yong)體(ti)現，適當加強(qiang)孕育(yu)(yu)(yu)(yu)效果，有(you)(you)利于(yu)鑄(zhu)(zhu)件在(zai)保(bao)證(zheng)抗拉(la)強(qiang)度(du)(du)達到(dao)600MP的(de)前提(ti)(ti)下，有(you)(you)較強(qiang)的(de)韌性(xing)(xing)，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)(hua)(hua)物，有(you)(you)利于(yu)鐵(tie)(tie)(tie)水補縮(suo)(suo)，減小(xiao)鐵(tie)(tie)(tie)水收縮(suo)(suo)傾向，防(fang)止鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)工作(zuo)臺（鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平臺）鑄(zhu)(zhu)件產(chan)生疏松。
我(wo)國(guo)的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)產(chan)業(ye)正在朝著一(yi)個新(xin)(xin)的(de)(de)攻堅時期發展。這不僅是鑄(zhu)造(zao)鑄(zhu)鐵工作臺發展的(de)(de)新(xin)(xin)開端(duan)， 是鑄(zhu)造(zao)產(chan)業(ye)由量到(dao)質的(de)(de)轉變(bian)新(xin)(xin)階(jie)段。創新(xin)(xin)是推動鑄(zhu)造(zao)產(chan)品發展的(de)(de)重要推動力，不容忽視。
