鑄鐵平臺從配料到孕育處理熔煉過程要注意哪些
2019年04月19日
新聞詳情
鑄鐵平臺配料與熔煉
1.1增碳(tan)劑(ji)加(jia)廢(fei)鋼(gang)生(sheng)產合成(cheng)鑄鐵
鑄鐵的(de)組織(zhi)(zhi)和(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)很(hen)大(da)(da)程度上取(qu)決于(yu)原材(cai)料(liao)的(de)微觀(guan)組織(zhi)(zhi)和(he)(he)質(zhi)量。生鐵中(zhong)(zhong)存在具有(you)遺(yi)傳性(xing)(xing)的(de)粗(cu)大(da)(da)的(de)過共晶(jing)石墨(mo)，在熔化(hua)過程中(zhong)(zhong)難以(yi)完全(quan)xiaochu，使(shi)凝固過程中(zhong)(zhong)產生的(de)石墨(mo)化(hua)膨(peng)脹作(zuo)用(yong)削(xue)弱(ruo)，鑄鐵平臺鑄件的(de)致密(mi)性(xing)(xing)降(jiang)低，鐵液收縮傾向zengda，同(tong)時粗(cu)大(da)(da)的(de)石墨(mo)還加大(da)(da)對基體的(de)割裂作(zuo)用(yong)，降(jiang)低材(cai)料(liao)的(de)性(xing)(xing)能(neng)。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄鐵平臺,鑄鐵平板鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得 的力學性能。
(1)采用未經(jing)過高溫石墨(mo)化的(de)(de)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑，這(zhe)種增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑中雜質(zhi)多，灰分多，并且(qie)需要較長的(de)(de)時間才(cai)能擴散到鐵液(ye)(ye)中。如果熔煉時間短(duan)， 會出現假增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)效果，即爐內鐵液(ye)(ye)的(de)(de)上(shang)部分碳(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)在范(fan)圍內，下部分碳(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)低于范(fan)圍，這(zhe)種鐵液(ye)(ye)澆注鑄(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)件，很容易出現縮松。經(jing)過高溫石墨(mo)化處理的(de)(de)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑，碳(tan)(tan)(tan)原子從原來的(de)(de)無序(xu)排(pai)列狀態過渡(du)到片(pian)狀石墨(mo)的(de)(de)有序(xu)排(pai)列狀態，片(pian)狀石墨(mo)才(cai)能成為石墨(mo)形核的(de)(de)好核心，從而(er)cujin石墨(mo)化。
(2)未經過(guo)高(gao)溫石墨化的(de)增碳劑含(han)有較高(gao)的(de)氮和硫，會使鐵(tie)液中氮的(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)增加(jia)，生產(chan)合成(cheng)鑄(zhu)鐵(tie)時加(jia)入大量(liang)(liang)(liang)廢鋼，廢鋼中也(ye)含(han)有大量(liang)(liang)(liang)的(de)氮，使鐵(tie)液中氮含(han)量(liang)(liang)(liang)升高(gao)，當鐵(tie)液中氮的(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)超(chao)過(guo)0.01，有可能導(dao)致形(xing)成(cheng)氮氣(qi)孔缺陷，尤其(qi)是當氮含(han)量(liang)(liang)(liang)超(chao)過(guo)0.014時 甚。
碳(tan)化硅的(de)使用(yong)
鑄鐵熔煉時加入碳化(hua)硅，對(dui)于(yu)灰鑄鐵，由于(yu)非平衡石墨(mo)的預孕(yun)育(yu)作用，可(ke)以提(ti)(ti)高(gao)共(gong)晶團大量形成與(yu)生長的溫度(du)（減小(xiao)相對(dui)過冷度(du)），有利(li)于(yu)形成A型石墨(mo)；還可(ke)以因晶核數量增多，使片狀石墨(mo)細(xi)小(xiao)，提(ti)(ti)高(gao)石墨(mo)化(hua)程度(du)減少白口(kou)傾向，從(cong)而提(ti)(ti)高(gao)力(li)學性能(neng)。
在灰(hui)鐵(tie)(tie)、球(qiu)鐵(tie)(tie)和可鍛鑄鐵(tie)(tie)方面(mian)，都是通過SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個反應，用SiC來降低FeO和MnO在渣中的含(han)量，從而凈化鐵(tie)(tie)液。
由于(yu)碳化硅的(de)(de)(de)熔點較高，加入(ru)(ru)碳化硅的(de)(de)(de)時間是(shi)關鍵，如果加入(ru)(ru)太(tai)晚(wan)，碳化硅未全(quan)部進(jin)行熔解擴散，其中(zhong)未熔融(rong)的(de)(de)(de)碳化硅會(hui)(hui)以顆粒狀(zhuang)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)態(tai)存在于(yu)鐵液(ye)(ye)中(zhong)，在鐵液(ye)(ye)澆注后反而會(hui)(hui)形(xing)(xing)成渣眼；如果加入(ru)(ru)時間太(tai)長，鐵液(ye)(ye)經過長時間的(de)(de)(de)熔煉后，碳化硅所(suo)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)形(xing)(xing)核也會(hui)(hui)慢慢消失，只能起(qi)到簡單的(de)(de)(de)增硅作用。因此建議，碳化硅的(de)(de)(de)加入(ru)(ru)時間好是(shi)在中(zhong)頻爐(lu)(lu)熔融(rong)1/3爐(lu)(lu)料時，并且(qie)爐(lu)(lu)料已經化清(qing)時加入(ru)(ru)，伴隨著鐵液(ye)(ye)的(de)(de)(de)攪拌(ban)作用，碳化硅的(de)(de)(de)擴散效果會(hui)(hui) 。
鑄(zhu)鐵平(ping)臺鐵液(ye)的(de)過熱(re)和高(gao)溫靜(jing)置
在(zai)一定(ding)范(fan)圍內提高鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平(ping)臺鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液的(de)(de)(de)過(guo)熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，延長高溫(wen)(wen)(wen)(wen)靜置的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)，都會導致鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)石墨及(ji)基(ji)體組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)細化，使鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平(ping)臺強度(du)(du)提高；另外，高溫(wen)(wen)(wen)(wen)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液在(zai)一定(ding)的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)下靜置，由于氧(yang)化渣(zha)(zha)的(de)(de)(de)密度(du)(du)比鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)密度(du)(du)小，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)化渣(zha)(zha)隨(sui)著鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液的(de)(de)(de)翻(fan)滾，會浮到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液表(biao)面，通(tong)過(guo)出爐(lu)(lu)前扒渣(zha)(zha)處理，可以減少鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)化渣(zha)(zha)，凈化鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液。但過(guo)熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)過(guo)高，以及(ji)過(guo)熱(re)(re)時(shi)間(jian)過(guo)長，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)核心(xin) 會消失(shi)，zengda原(yuan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液的(de)(de)(de)白口傾向。我(wo)公司(si)嚴格實施鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液過(guo)熱(re)(re)工藝(yi)，經(jing)過(guo)長時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)探索和經(jing)驗總結，認為(wei)感(gan)應(ying)電爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液的(de)(de)(de)過(guo)熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控制在(zai)1500℃-1530℃，過(guo)熱(re)(re)時(shi)間(jian)為(wei)5分(fen)鐘(zhong)-10分(fen)鐘(zhong)為(wei)佳，此時(shi)澆注的(de)(de)(de)鑄件石墨細小，組(zu)織(zhi)致密。
鑄鐵(tie)平臺孕育處理(li)的目的是增加形(xing)核(he)核(he)心、cujin石(shi)墨(mo)化、降低(di)白口傾(qing)向(xiang)。
2.1出爐(lu)孕育
出(chu)爐孕育(yu)是鐵(tie)水出(chu)至轉運包1/4時隨(sui)流沖(chong)入硅鋯孕育(yu)劑。鋯在鐵(tie)液(ye)中能生成ZrC、Al3Zr、ZrN，增加析出(chu)和細化(hua)(hua)奧氏體(ti)枝(zhi)晶，增加石(shi)墨結晶核心cujin鐵(tie)液(ye)石(shi)墨化(hua)(hua)，cujin穩(wen)定獲得鐵(tie)素體(ti)基體(ti)，提高鑄鐵(tie)的強(qiang)度(du)。
2.2隨流(liu)孕育
孕(yun)(yun)育(yu)(yu)衰(shuai)退是孕(yun)(yun)育(yu)(yu)處(chu)理過(guo)程不容(rong)忽視(shi)的(de)(de)問題，相比出爐孕(yun)(yun)育(yu)(yu)，隨流孕(yun)(yun)育(yu)(yu)鐵液(ye)溫(wen)度較低(di)且孕(yun)(yun)育(yu)(yu)時間(jian)延后，從而(er)明顯(xian)減(jian)少(shao)(shao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)衰(shuai)退現象，提高孕(yun)(yun)育(yu)(yu)效果。對(dui)于致密性要求高的(de)(de)發動機缸(gang)體缸(gang)蓋灰(hui)鑄鐵鑄件(jian)，一般(ban)選擇0.05-0.1的(de)(de)硅鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑。硅鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑能夠youxiaocujin共(gong)晶(jing)石墨化、減(jian)少(shao)(shao)鐵液(ye)的(de)(de)白口(kou)，但不增加共(gong)晶(jing)團數，不增加鐵液(ye)的(de)(de)縮松傾(qing)向，對(dui)降低(di)鑄件(jian)滲(shen)漏(lou)具有 的(de)(de)作用(yong)。
結(jie)論：
3.1冶金(jin)質量是生產(chan)鑄鐵平臺的根本(ben)保障，形核核心是衡量冶金(jin)質量的重要指標。
3.2感應電爐中(zhong)加(jia)入一定(ding)量的(de)(de)碳化(hua)硅作為預處理劑(ji)，增加(jia)鐵液中(zhong)的(de)(de)形(xing)核核心，降低白口傾(qing)向(xiang)，并且(qie)能減少鐵液中(zhong)的(de)(de)氧(yang)化(hua)渣，起到凈化(hua)鐵液的(de)(de)作用。
3.3生(sheng)產合成鑄鐵時，一定要選用經過高溫(wen)石(shi)墨化的增碳劑，并對廢鋼的來源進行嚴格管(guan)控。
3.4大量使用(yong)廢鋼，通(tong)過增碳工藝生(sheng)產合成鑄鐵時，容易(yi)產生(sheng)氮氣孔，可以通(tong)過選用(yong)硅鋯孕(yun)育劑來xiaochu氮氣孔的(de)風險。
3.5出爐(lu)(lu)補碳工藝，不僅能穩定爐(lu)(lu)后碳的(de)成分， 重要的(de)是起到一定的(de)孕育(yu)作(zuo)用，增加了鐵液中的(de)石墨(mo)核心，降低鐵(tie)液的(de)白(bai)口傾向。
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