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(dian)爐熔煉：增碳技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)應用是(shi)解決鐵(tie)液(ye)收縮(suo)的(de)(de)(de)(de)關鍵技(ji)術(shu)。由于鐵(tie)液(ye)凝(ning)固過程中的(de)(de)(de)(de)石墨(mo)析出產生石墨(mo)化膨脹作用，良好(hao)的(de)(de)(de)(de)石墨(mo)化會減少鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)收縮(suo)傾(qing)向，因(yin)此，增碳技(ji)術(shu)是(shi)好(hao)的(de)(de)(de)(de)工藝。
由(you)于加入增碳劑提高(gao)了(le)鐵液(ye)的(de)(de)石(shi)墨化能力，因此，采用(yong)全廢鋼(gang)熔煉(lian)加增碳劑的(de)(de)工藝，鐵液(ye)的(de)(de)收縮(suo)傾向(xiang)反而 小(xiao)。這是 重要的(de)(de)一個觀(guan)念轉變，傳統的(de)(de)觀(guan)念是認為多(duo)加廢鋼(gang)會zengda鐵液(ye)的(de)(de)收縮(suo)傾向(xiang)，這樣我(wo)們 容易走入一個誤區(qu)，不愿意多(duo)用(yong)廢鋼(gang)，而喜歡多(duo)用(yong)一些(xie)生鐵。
多(duo)用(yong)生(sheng)鐵的(de)(de)(de)缺(que)點(dian)是：生(sheng)鐵中(zhong)有許多(duo)粗(cu)(cu)(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)過(guo)共晶石(shi)墨(mo)(mo)(mo)，這(zhe)種(zhong)粗(cu)(cu)(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)具有遺(yi)傳(chuan)性(xing)，如果低溫熔(rong)煉，粗(cu)(cu)(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)難(nan)以xiaochu，粗(cu)(cu)(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)從液態遺(yi)傳(chuan)到(dao)了(le)固(gu)態，使凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)本來由于石(shi)墨(mo)(mo)(mo)析出應該產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)膨脹作用(yong)削弱(ruo)，因此使鐵液凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)收(shou)縮傾(qing)向(xiang)zengda，粗(cu)(cu)(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)又然降低了(le)材(cai)料的(de)(de)(de)性(xing)能。
(2)提高鑄(zhu)鐵平(ping)板原鐵液的硅量，控制(zhi)孕育(yu)
灰鑄鐵(tie)中的硅一部(bu)分是(shi)原(yuan)鐵(tie)液中的硅，一部(bu)分是(shi)孕育(yu)帶入的硅。
許多(duo)人喜歡原(yuan)鐵液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)硅(gui)(gui)低(di)點，然后用很大(da)(da)的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)量(liang)(liang)孕(yun)育(yu)(yu)，這(zhe)種做(zuo)法并不科(ke)學：大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)是不可(ke)取的(de)(de)，這(zhe)會zengda收(shou)縮傾向(xiang)。孕(yun)育(yu)(yu)是為了(le)增加結晶核(he)心的(de)(de)數量(liang)(liang)，cujin石墨化(hua)，少量(liang)(liang)的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)（0.2～0.4） 可(ke)以達到這(zhe)個目(mu)的(de)(de)。從(cong)工藝控制來說，孕(yun)育(yu)(yu)量(liang)(liang)應該相應穩(wen)定，不能有(you)過(guo)大(da)(da)的(de)(de)變(bian)化(hua)。這(zhe) 要求原(yuan)鐵液(ye)(ye)的(de)(de)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)也要相應穩(wen)定。提(ti)高(gao)原(yuan)鐵液(ye)(ye)的(de)(de)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)，既(ji)可(ke)以減少白口和收(shou)縮傾向(xiang)，又能發揮硅(gui)(gui)固(gu)溶強化(hua)基體的(de)(de)作(zuo)用，性能反而不降低(di)。目(mu)前比較(jiao)科(ke)學的(de)(de)做(zuo)法是提(ti)高(gao)灰(hui)鑄鐵原(yuan)鐵液(ye)(ye)的(de)(de)含硅(gui)(gui)量(liang)(liang)，孕(yun)育(yu)(yu)量(liang)(liang)控制在(zai)0.3左右，這(zhe)樣可(ke)以發揮硅(gui)(gui)的(de)(de)固(gu)溶強化(hua)作(zuo)用，對提(ti)高(gao)強度有(you)利，也對減少鑄件收(shou)縮有(you)利 。
（3）合金化的方法(fa)對鑄鐵平板鐵液(ye)收(shou)縮有很大影響(xiang)
合金(jin)(jin)化能youxiao提高鑄鐵的性能，我(wo)們常(chang)用的合金(jin)(jin)元素是鉻、鉬、銅、錫、鎳。
鉻：鉻能youxiao地提(ti)高(gao)灰鑄鐵的性(xing)能，隨著(zhu)加入(ru)(ru)(ru)量的增加，性(xing)能會一直(zhi)提(ti)高(gao)。鉻的白口傾向(xiang)比較大(da)，這是(shi)大(da)家顧忌(ji)的問(wen)題。加入(ru)(ru)(ru)量太大(da)，會出(chu)現碳化物。至于鉻量的上限如何(he)控制，不同(tong)的加鉻工(gong)藝，上限有所不同(tong)，如果鉻加入(ru)(ru)(ru)到原(yuan)鐵液(ye)(ye)中，其上限不要(yao)超(chao)過0.35，提(ti)高(gao)原(yuan)鐵液(ye)(ye)中的鉻量會使鐵液(ye)(ye)白口傾向(xiang)和收縮傾向(xiang)加大(da)， 有害。
另一(yi)(yi)種(zhong)加(jia)鉻(ge)的工藝不(bu)是提(ti)高 原(yuan)鐵(tie)(tie)液(ye)鉻(ge)是，而是將鉻(ge)加(jia)入到鐵(tie)(tie)液(ye)包中，用沖入法沖入，這(zhe)種(zhong)工藝會(hui)大大減少鐵(tie)(tie)液(ye)的白口和收縮傾向，同(tong)前一(yi)(yi)種(zhong)工藝相比(bi)，同(tong)樣的鉻(ge)量，白口和收縮傾向會(hui)減少一(yi)(yi)半以(yi)上，這(zhe)種(zhong)加(jia)鉻(ge)方(fang)式，鉻(ge)的上限可以(yi)控制到0.45。
鉬(mu)：鉬(mu)的 性(xing)與鉻 相(xiang)似，不再作(zuo)具(ju)體(ti)描述。由(you)于鉬(mu)的價格昂貴，加(jia)鉬(mu)會大幅度增(zeng)加(jia)成本。因此，應(ying)盡(jin)可(ke)能少加(jia)鉬(mu)，多加(jia)一(yi)些鉻。
用沖入法加(jia)鉻(ge)、加(jia)鉬是減少合(he)金化(hua)收縮的youxiao措施。
（4）鑄鐵平(ping)板（鑄鐵平(ping)臺）鐵液澆(jiao)注溫度(du)對收縮(suo)的影響
溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)高(gao)(gao)鐵(tie)液收(shou)縮(suo)(suo)傾向大，這(zhe)是(shi)(shi)大家都有(you)(you)的(de)(de)(de)經驗。要控制澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)在合理的(de)(de)(de)范圍內(nei)是(shi)(shi) 重(zhong)要的(de)(de)(de)，澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)如果高(gao)(gao)于(yu)工藝規定的(de)(de)(de)合理的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)20～30℃，收(shou)縮(suo)(suo)傾向 會(hui)(hui)大幅(fu)增加(jia)。生(sheng)(sheng)產(chan)中要注(zhu)意這(zhe)樣(yang)一(yi)種現(xian)象，沒有(you)(you)自動保(bao)溫(wen)(wen)(wen)功能的(de)(de)(de)電爐(lu)，可能會(hui)(hui)使鐵(tie)液溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)升高(gao)(gao)，一(yi)包(bao)(bao)鐵(tie)液的(de)(de)(de)澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)會(hui)(hui)低一(yi)些，隨(sui)后溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)會(hui)(hui)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高(gao)(gao)，如果不(bu)加(jia)以控制， 有(you)(you)可能產(chan)生(sheng)(sheng)收(shou)縮(suo)(suo)廢(fei)品(pin)。生(sheng)(sheng)產(chan)中一(yi)包(bao)(bao)鐵(tie)液要燙包(bao)(bao)，燙好的(de)(de)(de)包(bao)(bao)再用，而且一(yi)包(bao)(bao)鐵(tie)液澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)要控制在下(xia)限(xian)，不(bu)要在上限(xian)，防止溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)不(bu)斷升高(gao)(gao)。電爐(lu)熔煉(lian)控制好澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)，是(shi)(shi)防止鑄(zhu)件產(chan)生(sheng)(sheng)收(shou)縮(suo)(suo)廢(fei)品(pin)的(de)(de)(de)關鍵(jian)措(cuo)施。
（5）鐵液(ye)氧(yang)化傾向不容忽(hu)略：氧(yang)化大，收(shou)縮大。
鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)氧(yang)(yang)化(hua)傾(qing)(qing)向大是 有(you)害的(de)，也(ye)(ye)會zengda收縮傾(qing)(qing)向。為了降低(di)(di)鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)氧(yang)(yang)化(hua)，沖天爐熔(rong)煉(lian)(lian) 要實現(xian)快速熔(rong)煉(lian)(lian)。現(xian)在國外的(de)電爐熔(rong)煉(lian)(lian)技術可(ke)以(yi)(yi)做(zuo)到(dao)加入的(de)鐵(tie)(tie)(tie)料(liao)在幾分鐘(zhong)內(nei)快速熔(rong)化(hua)，大大縮短了鐵(tie)(tie)(tie)料(liao)在高(gao)溫氧(yang)(yang)化(hua)階(jie)段的(de)時(shi)間，氧(yang)(yang)化(hua)傾(qing)(qing)向大幅降低(di)(di)，同(tong)時(shi)由于電爐增碳技術的(de)應用，使(shi)鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)進一步降低(di)(di)，所以(yi)(yi)電爐熔(rong)煉(lian)(lian)也(ye)(ye)可(ke)以(yi)(yi)生產出低(di)(di)氧(yang)(yang)化(hua)、低(di)(di)收縮的(de)鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)。只要嚴格控制(zhi)好澆注溫度，用電爐熔(rong)煉(lian)(lian)生產復雜的(de)缸(gang)體(ti)、缸(gang)蓋鑄件也(ye)(ye)很有(you)優勢。
