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)造高強度(du)高韌性鑄(zhu)鐵工作臺，在滿足 殊性能要求(qiu)的(de)基(ji)礎上，減(jian)少(shao)了(le)熱(re)處理環節(jie)，節(jie)約了(le)中間運輸成(cheng)本(ben)，縮(suo)短(duan)了(le)供貨(huo)周期，是企(qi)業在制(zhi)造過程中，努力(li)追求(qiu)的(de)方向， 別是當前(qian)市場競(jing)爭(zheng)激烈日趨(qu)熱(re)化的(de)環境(jing)下，可以youxiao減(jian)低企(qi)業生(sheng)產成(cheng)本(ben)，提高產品競(jing)爭(zheng)力(li)。
通(tong)常強(qiang)度(du)(du)與塑性(xing)之間始(shi)終存在矛盾，而隨(sui)著對合(he)金(jin)強(qiang)化(hua)(hua)基體組(zu)織認識(shi)的(de)加深，對于金(jin)屬材料性(xing)能 殊要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)的(de)不斷提高，要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)球墨鑄鐵(tie)強(qiang)度(du)(du)達到600MP以(yi)上，同時(shi)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)其具有很好的(de)強(qiang)韌(ren)性(xing)延伸(shen)率10以(yi)上，通(tong)過熱處理很難同時(shi)保證強(qiang)度(du)(du)與韌(ren)性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，通(tong)過控制影響顯微組(zu)織的(de)因素（化(hua)(hua)學成分，合(he)金(jin)化(hua)(hua)，熔煉質量(liang)，球化(hua)(hua)孕育處理、壁(bi)厚(hou)條(tiao)件(jian)、冷卻速度(du)(du)等），可以(yi)滿足鑄態高強(qiang)度(du)(du)，高韌(ren)性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，現簡單介(jie)紹其控制方法：
2 化學成(cheng)分的選擇
2.1 碳(tan)cujin鎂的吸收，gaishan球(qiu)化、提高(gao)石墨球(qiu)的圓整度(du)；提高(gao)鐵液的流動性，減少(shao)鑄鐵工作臺鑄件的疏松(song)缺陷和縮凹傾向(xiang)；能夠(gou)cujin石墨化，減小白口傾向(xiang)。但是，過高(gao)的碳(tan)又容易產(chan)生石墨漂浮，使鑄件綜(zong)合性能降(jiang)低。因(yin)此將碳(tan)控制為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨(mo)化(hua)元(yuan)素(su)(su)，在球墨(mo)鑄(zhu)鐵生(sheng)產中由于(yu)硅的(de)孕育作用，使珠(zhu)光體(ti)(ti)和鐵素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)比例改變：Si控(kong)制在2.0~2.5有利于(yu)珠(zhu)光體(ti)(ti)組織的(de)生(sheng)成，而為了在保證強度達到600MP的(de)基(ji)礎上，延伸率達到10，適當提高孕育效果(guo)，保證一定(ding)比例的(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)組織，將硅控(kong)制在2.5~2.8。
2.3 錳使穩(wen)定珠光(guang)體元素，可以提高強度和硬度，降低(di)塑性(xing)和韌性(xing)；但錳易(yi)產生偏析，錳量(liang)過多，易(yi)在共晶團邊界(jie)形(xing)成化(hua)合(he)物，降低(di)鑄件的力學(xue)性(xing)能，對厚(hou)大鑄件 為嚴重。
一般不采用錳(meng)作為(wei)(wei)鑄態形成珠光體的元素，將錳(meng)控制為(wei)(wei)<0.5。
2.4 硫與(yu)鎂、稀(xi)土親和力(li)很強，消(xiao)耗鐵(tie)液中的(de)(de)球化(hua)元(yuan)素，形成MgS、RES渣，降低(di)球化(hua)率；硫越高、消(xiao)耗球化(hua)劑越多(duo)、因此鐵(tie)液含硫量高是造成球化(hua)元(yuan)素殘留量少而導致(zhi)球化(hua)不良的(de)(de)主要原(yuan)因；另外，含硫量高還容易產生夾渣、皮下(xia)氣孔等(deng)缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin)(lin) 磷(lin)(lin)在(zai)球鐵中溶(rong)解度很低，當磷(lin)(lin)超過某一含量時，易(yi)偏析于共(gong)晶團(tuan)邊界形(xing)成磷(lin)(lin)共(gong)晶，降低鑄件(jian)的(de)塑性(xing)、韌(ren)性(xing)和強(qiang)度，并且使鑄件(jian)產生冷裂。因(yin)此P <0.05 。
2.6 鎂和(he)稀土(tu) 鐵液中有一(yi)定(ding)的鎂和(he)稀土(tu)元素的殘(can)留量才能保(bao)證石墨成球(qiu)。在稀土(tu)鎂球(qiu)鐵中，鎂起(qi)主要球(qiu)化作用，稀土(tu)起(qi)輔助球(qiu)化作用，并起(qi)到凈化鐵液、抗(kang)球(qiu)化干擾(rao)元素的作用。將它(ta)們控制在如下范圍：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅(tong)(tong)(tong)+錫(xi) 銅(tong)(tong)(tong)在(zai)共(gong)晶(jing)轉變時(shi)(shi)，cujin石墨化，減少(shao)或xiaochu游離滲(shen)碳體(ti)(ti)(ti)的形(xing)(xing)成(cheng)；在(zai)共(gong)析轉變時(shi)(shi)，cujin珠光(guang)(guang)體(ti)(ti)(ti)的形(xing)(xing)成(cheng)，可減少(shao)或完全控制(zhi)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)的形(xing)(xing)成(cheng)；對(dui)基體(ti)(ti)(ti)固溶強(qiang)(qiang)化。是鑄(zhu)態高(gao)強(qiang)(qiang)度高(gao)韌性球墨鑄(zhu)鐵(tie)生產(chan)中，理想(xiang)的合金元素。而銅(tong)(tong)(tong)量(liang)小于0.4時(shi)(shi)，對(dui)于大量(liang)增加珠光(guang)(guang)體(ti)(ti)(ti)數量(liang)沒(mei)有(you)明顯影響，對(dui)于薄壁鑄(zhu)件(jian)(jian)采用銅(tong)(tong)(tong)作為(wei)合金元素保(bao)證強(qiang)(qiang)韌性要求是為(wei)理想(xiang)的選擇，根據壁厚條件(jian)(jian)，控制(zhi)Cu的范圍為(wei)0.20~0.50；
3 鐵(tie)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 球化及孕育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)選(xuan)(xuan)用 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)選(xuan)(xuan)用與鐵(tie)(tie)(tie)液質(zhi)量(liang)有(you)(you)關：原(yuan)(yuan)鐵(tie)(tie)(tie)液中(zhong)含(han)硫量(liang)不(bu)(bu)同(tong)，選(xuan)(xuan)用含(han)稀(xi)土(tu)量(liang)不(bu)(bu)同(tong)的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，即使(shi)(shi)利用電爐熔煉(lian)，如(ru)果(guo)使(shi)(shi)用的(de)生(sheng)鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)含(han)硫及其它雜質(zhi)元素多，原(yuan)(yuan)鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)含(han)S＞0.03，則選(xuan)(xuan)用FeSiMg8RE7的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)；S＜0.03時，則選(xuan)(xuan)用低稀(xi)土(tu)的(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(zhi)量(liang)不(bu)(bu)僅與化(hua)(hua)(hua)學成分有(you)(you)關，而且與粒度(du)(du)也有(you)(you)一定的(de)關系(xi)，生(sheng)產(chan)實(shi)踐過(guo)(guo)程中(zhong)，粒度(du)(du)過(guo)(guo)大，不(bu)(bu)易快(kuai)速溶(rong)解，使(shi)(shi)反應熔化(hua)(hua)(hua)時間長，導致(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)上浮至(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)液表面燒損，鎂(mei)的(de)吸收率下降，影響球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果(guo)；同(tong)時，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒度(du)(du)過(guo)(guo)小(xiao)， 別是(shi)呈粉末狀的(de)比例要嚴格控(kong)制，因為鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)溫度(du)(du)高，容(rong)易直接(jie)燒損，溫度(du)(du)低則，直接(jie)氧化(hua)(hua)(hua)。生(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程中(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒度(du)(du)主要還是(shi)取決于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)包的(de)大小(xiao)和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)(du)：生(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程中(zhong)使(shi)(shi)用300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)處理溫度(du)(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)粒度(du)(du)選(xuan)(xuan)用5~30 mm，超標粒度(du)(du)的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)應小(xiao)于5。
4.2 鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)工(gong)作(zuo)臺孕(yun)育(yu)(yu)處(chu)(chu)理 孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)選用(yong)(yong)常用(yong)(yong)的(de)75FeSi，為提高孕(yun)育(yu)(yu)效果(guo)，并合(he)(he)理控制終硅量(liang)根(gen)據生產(chan)條件，采(cai)用(yong)(yong)二(er)次孕(yun)育(yu)(yu)處(chu)(chu)理方(fang)式：采(cai)用(yong)(yong)沖入(ru)法球(qiu)化時在(zai)球(qiu)化劑(ji)表面加入(ru)0.4的(de)孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)，孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)粒度(du)(du)3~8 mm，待(dai)沖入(ru)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液進行球(qiu)化處(chu)(chu)理時，同時發生孕(yun)育(yu)(yu)作(zuo)用(yong)(yong)，在(zai)澆(jiao)注前(qian)將鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水從球(qiu)化包轉入(ru)澆(jiao)注包時在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水表面加入(ru)0.2~0.3的(de)粒度(du)(du)為1~3mm的(de)孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)作(zuo)為二(er)次孕(yun)育(yu)(yu)，可以(yi)youxiao防止(zhi)孕(yun)育(yu)(yu)衰退(tui)提高孕(yun)育(yu)(yu)效果(guo)。 由(you)于鑄(zhu)(zhu)(zhu)態高強度(du)(du)高韌性灰口鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)件的(de)性能主(zhu)要由(you)合(he)(he)金(jin)化后的(de)微觀基(ji)體(ti)(ti)組織(zhi)保證(zheng)，而(er)珠(zhu)光體(ti)(ti)數量(liang)以(yi)及鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)強度(du)(du)主(zhu)要依靠合(he)(he)金(jin)銅、錫的(de)作(zuo)用(yong)(yong)體(ti)(ti)現，適當加強孕(yun)育(yu)(yu)效果(guo)，有利(li)于鑄(zhu)(zhu)(zhu)件在(zai)保證(zheng)抗拉強度(du)(du)達到(dao)600MP的(de)前(qian)提下，有較強的(de)韌性，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化物(wu)，有利(li)于鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水補(bu)縮，減小(xiao)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水收縮傾向(xiang)，防止(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)工(gong)作(zuo)臺（鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平臺）鑄(zhu)(zhu)(zhu)件產(chan)生疏松。
我國的鑄(zhu)造(zao)產(chan)(chan)業正在朝著一個新(xin)的攻堅時(shi)期發(fa)(fa)展。這不僅(jin)是鑄(zhu)造(zao)鑄(zhu)鐵工(gong)作臺發(fa)(fa)展的新(xin)開端， 是鑄(zhu)造(zao)產(chan)(chan)業由量到(dao)質(zhi)的轉變新(xin)階(jie)段。創新(xin)是推動鑄(zhu)造(zao)產(chan)(chan)品發(fa)(fa)展的重要推動力，不容忽視(shi)。
