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(zao)高(gao)強度(du)高(gao)韌性(xing)鑄(zhu)鐵工(gong)作臺，在滿足 殊性(xing)能要求的(de)基礎上(shang)，減少了熱處(chu)理環(huan)節，節約了中間(jian)運輸成本，縮(suo)短了供(gong)貨周(zhou)期，是企業在制造(zao)過程中，努力(li)追求的(de)方向， 別(bie)是當(dang)前市場競爭(zheng)激(ji)烈日(ri)趨熱化的(de)環(huan)境下，可(ke)以youxiao減低企業生產成本，提高(gao)產品競爭(zheng)力(li)。
通(tong)常強度(du)與(yu)塑(su)性(xing)之間(jian)始終存(cun)在矛盾，而隨著對合(he)金強化基體組織認識的(de)加深，對于金屬材(cai)料(liao)性(xing)能 殊要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)的(de)不(bu)斷提高(gao)，要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)球(qiu)墨鑄鐵強度(du)達(da)到600MP以(yi)上，同時要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)其具有很(hen)好的(de)強韌(ren)性(xing)延伸率10以(yi)上，通(tong)過熱處理很(hen)難(nan)同時保證(zheng)強度(du)與(yu)韌(ren)性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，通(tong)過控制(zhi)影響顯微組織的(de)因素（化學成分，合(he)金化，熔煉質量，球(qiu)化孕育處理、壁(bi)厚條件、冷卻速度(du)等），可(ke)以(yi)滿足鑄態高(gao)強度(du)，高(gao)韌(ren)性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，現簡單介紹其控制(zhi)方(fang)法(fa)：
2 化學(xue)成分(fen)的選(xuan)擇
2.1 碳(tan)cujin鎂的(de)吸(xi)收(shou)，gaishan球(qiu)化、提(ti)高石(shi)墨(mo)球(qiu)的(de)圓整度；提(ti)高鐵(tie)液的(de)流動(dong)性，減(jian)(jian)少(shao)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)工作臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)疏松(song)缺陷和縮凹(ao)傾(qing)向；能(neng)夠cujin石(shi)墨(mo)化，減(jian)(jian)小白口傾(qing)向。但是，過高的(de)碳(tan)又容易產生(sheng)石(shi)墨(mo)漂浮，使鑄(zhu)(zhu)件(jian)綜(zong)合性能(neng)降低。因此將碳(tan)控制(zhi)為(wei)3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨(mo)(mo)化元素，在球墨(mo)(mo)鑄鐵生(sheng)(sheng)產中由于硅的孕育作用，使珠(zhu)光(guang)體(ti)和鐵素體(ti)的比(bi)例改變：Si控制在2.0~2.5有利于珠(zhu)光(guang)體(ti)組織的生(sheng)(sheng)成(cheng)，而為了(le)在保證強度達到(dao)(dao)600MP的基礎上，延伸率達到(dao)(dao)10，適當提高(gao)孕育效果，保證一定比(bi)例的鐵素體(ti)組織，將硅控制在2.5~2.8。
2.3 錳使穩(wen)定珠光體(ti)元素(su)，可以提高強度和(he)硬度，降低塑(su)性和(he)韌性；但(dan)錳易產生偏(pian)析，錳量過(guo)多(duo)，易在(zai)共晶團邊界形(xing)成化合物，降低鑄(zhu)件(jian)的力學性能，對厚大鑄(zhu)件(jian) 為(wei)嚴重(zhong)。
一般不采用(yong)錳作為(wei)鑄態形成珠光體的元(yuan)素，將(jiang)錳控制為(wei)<0.5。
2.4 硫(liu)與鎂、稀(xi)土親和力很強(qiang)，消耗(hao)鐵(tie)液中(zhong)的球化元素，形成MgS、RES渣，降低球化率；硫(liu)越(yue)高、消耗(hao)球化劑越(yue)多、因此鐵(tie)液含硫(liu)量(liang)高是造成球化元素殘(can)留量(liang)少而導致(zhi)球化不良的主要原因；另(ling)外，含硫(liu)量(liang)高還容易產生夾(jia)渣、皮(pi)下氣孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷 磷在球鐵(tie)中溶解度很(hen)低(di)，當(dang)磷超過某一(yi)含(han)量時(shi)，易偏(pian)析于共晶團(tuan)邊界形成(cheng)磷共晶，降低(di)鑄件的塑性、韌性和強度，并且使鑄件產生冷(leng)裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀(xi)土 鐵液中(zhong)有(you)一定的鎂和稀(xi)土元素的殘(can)留量才(cai)能保(bao)證石墨成(cheng)球。在稀(xi)土鎂球鐵中(zhong)，鎂起(qi)主(zhu)要(yao)球化作(zuo)(zuo)用，稀(xi)土起(qi)輔助球化作(zuo)(zuo)用，并起(qi)到凈化鐵液、抗(kang)球化干擾元素的作(zuo)(zuo)用。將它們控制在如(ru)下范圍：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅+錫 銅在共(gong)晶轉變時(shi)，cujin石墨(mo)化，減少(shao)或xiaochu游(you)離滲碳體(ti)的(de)形(xing)成；在共(gong)析轉變時(shi)，cujin珠光(guang)體(ti)的(de)形(xing)成，可減少(shao)或完全控(kong)制鐵素體(ti)的(de)形(xing)成；對基體(ti)固溶強(qiang)化。是鑄(zhu)(zhu)態高(gao)(gao)強(qiang)度(du)高(gao)(gao)韌性球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵生產中，理想(xiang)的(de)合(he)(he)金元素。而(er)銅量小于0.4時(shi)，對于大量增(zeng)加珠光(guang)體(ti)數量沒(mei)有(you)明顯影響(xiang)，對于薄壁鑄(zhu)(zhu)件(jian)采用銅作為合(he)(he)金元素保證強(qiang)韌性要(yao)求是為理想(xiang)的(de)選擇(ze)，根據壁厚條件(jian)，控(kong)制Cu的(de)范圍(wei)為0.20~0.50；
3 鐵液(ye)的熔(rong)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)及孕育處(chu)理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)與(yu)鐵液質量有(you)關(guan)：原鐵液中(zhong)含(han)(han)硫(liu)量不(bu)(bu)同，選(xuan)用(yong)(yong)(yong)含(han)(han)稀土量不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，即使利用(yong)(yong)(yong)電爐熔(rong)煉(lian)，如果使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)鐵中(zhong)含(han)(han)硫(liu)及其它雜質元素多，原鐵水含(han)(han)S＞0.03，則選(xuan)用(yong)(yong)(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)；S＜0.03時(shi)，則選(xuan)用(yong)(yong)(yong)低稀土的(de)(de)(de)FeSiMg8RE5或(huo)FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)質量不(bu)(bu)僅與(yu)化(hua)(hua)(hua)學成分有(you)關(guan)，而且與(yu)粒(li)度(du)也有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，生(sheng)(sheng)產實(shi)踐過程中(zhong)，粒(li)度(du)過大(da)，不(bu)(bu)易(yi)快速(su)溶解(jie)，使反應熔(rong)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間長，導(dao)致(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)上浮至(zhi)鐵液表面(mian)燒損，鎂的(de)(de)(de)吸收(shou)率下降(jiang)，影響球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果；同時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)度(du)過小(xiao)(xiao)， 別是呈粉末狀的(de)(de)(de)比例要嚴格控制，因(yin)(yin)為(wei)鐵水溫度(du)高，容易(yi)直接燒損，溫度(du)低則，直接氧化(hua)(hua)(hua)。生(sheng)(sheng)產過程中(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)度(du)主要還是取決(jue)于(yu)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)包的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)(xiao)和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)：生(sheng)(sheng)產過程中(zhong)使用(yong)(yong)(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理溫度(du)15100C~15400 C，因(yin)(yin)此(ci)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒(li)度(du)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)5~30 mm，超(chao)標粒(li)度(du)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)應小(xiao)(xiao)于(yu)5。
4.2 鑄鐵(tie)(tie)工作(zuo)(zuo)(zuo)臺(tai)(tai)孕育(yu)處理 孕育(yu)劑選(xuan)用(yong)常用(yong)的(de)(de)75FeSi，為提高(gao)孕育(yu)效(xiao)果，并合(he)理控(kong)制(zhi)終硅量(liang)根據生(sheng)產(chan)條件，采用(yong)二(er)次孕育(yu)處理方(fang)式(shi)：采用(yong)沖入(ru)法球化(hua)時在(zai)球化(hua)劑表面加(jia)入(ru)0.4的(de)(de)孕育(yu)劑，孕育(yu)劑粒度(du)3~8 mm，待沖入(ru)鐵(tie)(tie)液進(jin)行球化(hua)處理時，同時發(fa)生(sheng)孕育(yu)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)，在(zai)澆(jiao)注(zhu)前將(jiang)鐵(tie)(tie)水從球化(hua)包(bao)轉入(ru)澆(jiao)注(zhu)包(bao)時在(zai)鐵(tie)(tie)水表面加(jia)入(ru)0.2~0.3的(de)(de)粒度(du)為1~3mm的(de)(de)孕育(yu)劑作(zuo)(zuo)(zuo)為二(er)次孕育(yu)，可以youxiao防止(zhi)(zhi)孕育(yu)衰(shuai)退提高(gao)孕育(yu)效(xiao)果。 由于(yu)鑄態高(gao)強(qiang)度(du)高(gao)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)灰口鑄鐵(tie)(tie)件的(de)(de)性(xing)(xing)能主(zhu)要由合(he)金化(hua)后的(de)(de)微觀基(ji)體組織(zhi)保證，而珠光(guang)體數量(liang)以及鐵(tie)(tie)素體基(ji)體強(qiang)度(du)主(zhu)要依靠(kao)合(he)金銅、錫的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)體現，適(shi)當加(jia)強(qiang)孕育(yu)效(xiao)果，有利于(yu)鑄件在(zai)保證抗拉(la)強(qiang)度(du)達到600MP的(de)(de)前提下，有較(jiao)強(qiang)的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)物，有利于(yu)鐵(tie)(tie)水補縮，減小鐵(tie)(tie)水收(shou)縮傾向，防止(zhi)(zhi)鑄鐵(tie)(tie)工作(zuo)(zuo)(zuo)臺(tai)(tai)（鑄鐵(tie)(tie)平臺(tai)(tai)）鑄件產(chan)生(sheng)疏松。
我國的(de)鑄造(zao)產業正(zheng)在朝著一(yi)個新的(de)攻堅時期發展(zhan)。這不僅(jin)是(shi)鑄造(zao)鑄鐵工作臺發展(zhan)的(de)新開(kai)端， 是(shi)鑄造(zao)產業由量到質的(de)轉變新階段。創新是(shi)推(tui)動鑄造(zao)產品發展(zhan)的(de)重要推(tui)動力，不容忽視。
