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增碳劑加廢鋼生產合(he)成鑄鐵
鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)(de)組織(zhi)和(he)性(xing)能(neng)很大程度上(shang)取決(jue)于原材料(liao)的(de)(de)微觀組織(zhi)和(he)質量。生鐵中(zhong)存在(zai)具有(you)遺傳性(xing)的(de)(de)粗(cu)大的(de)(de)過共晶石(shi)墨(mo)，在(zai)熔(rong)化(hua)過程中(zhong)難以完全xiaochu，使(shi)凝固(gu)過程中(zhong)產生的(de)(de)石(shi)墨(mo)化(hua)膨(peng)脹作用(yong)削弱，鑄(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)致密性(xing)降(jiang)低，鐵液收縮傾向zengda，同時粗(cu)大的(de)(de)石(shi)墨(mo)還加大對(dui)基體的(de)(de)割裂作用(yong)，降(jiang)低材料(liao)的(de)(de)性(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)采用未經過(guo)高溫(wen)石墨(mo)化(hua)的(de)增(zeng)碳(tan)(tan)劑，這種增(zeng)碳(tan)(tan)劑中雜質多(duo)，灰分多(duo)，并且需要較長(chang)的(de)時間才能(neng)擴散(san)到鐵液(ye)中。如果熔煉時間短(duan)， 會出現假增(zeng)碳(tan)(tan)的(de)效(xiao)果，即爐內鐵液(ye)的(de)上(shang)部(bu)分碳(tan)(tan)含(han)量在范圍(wei)內，下部(bu)分碳(tan)(tan)含(han)量低于范圍(wei)，這種鐵液(ye)澆(jiao)注鑄(zhu)鐵平臺鑄(zhu)件(jian)，很容易出現縮(suo)松。經過(guo)高溫(wen)石墨(mo)化(hua)處(chu)理(li)的(de)增(zeng)碳(tan)(tan)劑，碳(tan)(tan)原子從原來的(de)無序排列狀(zhuang)態過(guo)渡(du)到片狀(zhuang)石墨(mo)的(de)有(you)序排列狀(zhuang)態，片狀(zhuang)石墨(mo)才能(neng)成為石墨(mo)形核(he)的(de)好核(he)心，從而cujin石墨(mo)化(hua)。
(2)未經過高(gao)溫石墨(mo)化的增(zeng)碳劑含(han)有較高(gao)的氮和硫，會使鐵(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)氮的含(han)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)加，生產(chan)合成鑄鐵(tie)(tie)時(shi)加入大量(liang)(liang)(liang)廢鋼，廢鋼中(zhong)(zhong)也含(han)有大量(liang)(liang)(liang)的氮，使鐵(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)氮含(han)量(liang)(liang)(liang)升高(gao)，當鐵(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)氮的含(han)量(liang)(liang)(liang)超(chao)過0.01，有可能導致形成氮氣孔缺陷，尤其是當氮含(han)量(liang)(liang)(liang)超(chao)過0.014時(shi) 甚(shen)。
碳化硅的(de)使(shi)用
鑄鐵(tie)熔煉時加(jia)入碳化(hua)硅，對于(yu)(yu)灰鑄鐵(tie)，由于(yu)(yu)非平衡石(shi)墨(mo)(mo)的預孕育作用，可(ke)以提高共晶(jing)團大量形成(cheng)與生長的溫(wen)度（減小相對過冷度），有利于(yu)(yu)形成(cheng)A型石(shi)墨(mo)(mo)；還可(ke)以因晶(jing)核數量增多(duo)，使片(pian)狀石(shi)墨(mo)(mo)細小，提高石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)程度減少白口傾向，從而提高力學性(xing)能。
在灰鐵(tie)、球鐵(tie)和(he)可鍛鑄鐵(tie)方面，都是通(tong)過SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個反應(ying)，用(yong)SiC來降低(di)FeO和(he)MnO在渣中的含量(liang)，從(cong)而凈(jing)化鐵(tie)液。
由(you)于(yu)碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)的(de)熔點較高，加(jia)入(ru)(ru)(ru)碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)的(de)時間(jian)是關(guan)鍵(jian)，如果加(jia)入(ru)(ru)(ru)太晚，碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)未全部(bu)進行熔解(jie)擴散(san)，其(qi)中未熔融的(de)碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)會(hui)以顆粒狀(zhuang)的(de)形(xing)態(tai)存在于(yu)鐵(tie)液(ye)中，在鐵(tie)液(ye)澆注后反而(er)會(hui)形(xing)成(cheng)渣眼；如果加(jia)入(ru)(ru)(ru)時間(jian)太長，鐵(tie)液(ye)經(jing)過(guo)長時間(jian)的(de)熔煉后，碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)所形(xing)成(cheng)的(de)形(xing)核也會(hui)慢慢消失，只能起到簡單的(de)增硅(gui)作用。因此建(jian)議(yi)，碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)的(de)加(jia)入(ru)(ru)(ru)時間(jian)好是在中頻(pin)爐熔融1/3爐料時，并且爐料已經(jing)化(hua)(hua)(hua)清時加(jia)入(ru)(ru)(ru)，伴隨著鐵(tie)液(ye)的(de)攪拌(ban)作用，碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)的(de)擴散(san)效果會(hui) 。
鑄鐵平臺鐵液的過熱和高溫靜置
在一(yi)定范圍(wei)內提高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平臺(tai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)，延長高(gao)溫(wen)靜置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間，都會導致鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)石墨及(ji)基體組織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細化(hua)(hua)，使鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)平臺(tai)強度(du)提高(gao)；另外，高(gao)溫(wen)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)在一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間下靜置，由于氧化(hua)(hua)渣(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)比鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)小，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)渣(zha)隨著(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)翻(fan)滾，會浮到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)表面，通過(guo)(guo)出(chu)爐(lu)前扒渣(zha)處理，可(ke)以減少鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)渣(zha)，凈化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)。但過(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)過(guo)(guo)高(gao)，以及(ji)過(guo)(guo)熱(re)時(shi)(shi)(shi)間過(guo)(guo)長，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)核心 會消失(shi)，zengda原鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)白(bai)口傾向。我(wo)公司嚴格實施鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)過(guo)(guo)熱(re)工藝，經過(guo)(guo)長時(shi)(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)探索和經驗總(zong)結(jie)，認為感(gan)應電爐(lu)中，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)控制在1500℃-1530℃，過(guo)(guo)熱(re)時(shi)(shi)(shi)間為5分鐘-10分鐘為佳，此時(shi)(shi)(shi)澆注的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)件(jian)石墨細小，組織致密。
鑄鐵平臺孕育處理的(de)目的(de)是增(zeng)加形(xing)核(he)(he)核(he)(he)心、cujin石墨化、降低(di)白口(kou)傾向(xiang)。
2.1出爐孕育
出(chu)爐孕育(yu)是鐵(tie)水(shui)出(chu)至轉運(yun)包1/4時隨流沖入硅鋯(gao)孕育(yu)劑。鋯(gao)在鐵(tie)液中能生(sheng)成(cheng)ZrC、Al3Zr、ZrN，增(zeng)(zeng)加析出(chu)和細化奧氏體枝(zhi)晶(jing)，增(zeng)(zeng)加石墨(mo)(mo)結(jie)晶(jing)核心cujin鐵(tie)液石墨(mo)(mo)化，cujin穩定獲得(de)鐵(tie)素體基(ji)體，提高(gao)鑄鐵(tie)的強度。
2.2隨流孕育
孕(yun)(yun)育(yu)衰退是(shi)孕(yun)(yun)育(yu)處理過程不容(rong)忽視的(de)(de)問(wen)題，相比出爐孕(yun)(yun)育(yu)，隨流(liu)孕(yun)(yun)育(yu)鐵液(ye)溫度較低且孕(yun)(yun)育(yu)時間(jian)延(yan)后，從而明顯(xian)減少孕(yun)(yun)育(yu)衰退現象(xiang)，提高孕(yun)(yun)育(yu)效果。對于致密性要求高的(de)(de)發動機缸(gang)體缸(gang)蓋(gai)灰鑄鐵鑄件(jian)，一般選(xuan)擇0.05-0.1的(de)(de)硅鍶孕(yun)(yun)育(yu)劑。硅鍶孕(yun)(yun)育(yu)劑能夠(gou)youxiaocujin共晶石(shi)墨化、減少鐵液(ye)的(de)(de)白口(kou)，但不增加共晶團數，不增加鐵液(ye)的(de)(de)縮松傾向(xiang)，對降低鑄件(jian)滲漏(lou)具有 的(de)(de)作用。
結論(lun)：
3.1冶(ye)金(jin)質量是(shi)生產鑄鐵平臺的(de)根本保障，形核(he)(he)核(he)(he)心是(shi)衡(heng)量冶(ye)金(jin)質量的(de)重要指標。
3.2感應電(dian)爐中加入一定(ding)量(liang)的(de)碳(tan)化(hua)(hua)硅作為預處理劑，增加鐵液中的(de)形核(he)核(he)心，降低(di)白口(kou)傾向，并且能減(jian)少鐵液中的(de)氧化(hua)(hua)渣(zha)，起到凈化(hua)(hua)鐵液的(de)作用。
3.3生產合成鑄鐵(tie)時(shi)，一定(ding)要選(xuan)用經(jing)過(guo)高(gao)溫石墨化的增(zeng)碳劑(ji)，并對(dui)廢鋼的來源進行嚴格管控。
3.4大量使用廢鋼，通(tong)過(guo)增(zeng)碳工藝生產合成(cheng)鑄鐵時，容易產生氮氣孔，可以通(tong)過(guo)選用硅鋯孕育劑(ji)來xiaochu氮氣孔的風險。
3.5出爐補碳工藝，不僅能穩定爐后碳的成分， 重要的是起(qi)到一定的孕(yun)育作(zuo)用(yong)，增加了(le)鐵液中的石墨核心，降(jiang)低鐵液(ye)的白口傾向。
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