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      球墨鑄鐵的鑄造過程中的技術難點是什么(下)

      發布日期:2019-04-20

       球墨鑄鐵的鑄造過程中的技術難點是什么(下)

      三、孕育處理:

       

      孕育處理的目的:

      1.消除結晶過冷傾向:

      球墨鑄鐵鐵液的結晶過冷傾向較灰鑄鐵大,而且球墨鑄鐵的結晶過冷傾向不隨鐵液碳硅含量的高低而變化。因此盡管球墨鑄鐵的碳硅含量比一般灰鑄鐵高,但仍有較大的白口傾向。在球墨鑄鐵組織中常發現在共晶團邊界上有片狀碳化物析出,而在冷卻較快條件下,常常會形成局部或全部的白口組織。球墨鑄鐵與灰鑄鐵在結晶過冷方面的區別主要是由于鐵液中硫、氧含量不同?;诣T鐵鐵液中含有較多的硫和氧,因此易形成大量的異質石墨晶核,促進灰口凝固。

       

      而球墨鑄鐵經過比較徹底的脫硫和脫氧,使鐵液的純凈度提高,加上球化元素的存在,因此石墨形核較為困難,孕育處理的作用在于往鐵液中引入異質的晶核,并在鐵液中造成較大的硅的濃度起伏,從而促進石墨晶核的形成。

       

      球墨鑄鐵結晶過冷度大的另一方面原因在于鎂和鈰降低共晶轉變的溫度,從而使鑄鐵按照白口方式凝固。

       

      由于球墨鑄鐵鐵液的共晶過冷度大,故在球化處理后,必須要進行有效的孕育,否則將導致薄壁和中等壁厚的鑄件的白口傾向。

       

      2.促進石墨球化

      孕育處理能增加石墨核心,細化球狀石墨,提高球狀石墨生長的相對穩定性,提高石墨球的圓整度。

       

      3.減小晶向偏析:

      在球墨鑄鐵共晶團的生長過程中,一些產生偏析的元素如錳、磷等,均在結晶前沿富集,并于凝固終了時,在晶向處形成脆性相,造成鑄鐵的塑性和韌性下降,孕育處理使共晶團細化,從而減小共晶團間的偏析程度,提高鑄鐵的塑性和韌性。孕育的方式:爐前一次孕育和多次孕育。為了改善孕育效果,除在爐前進行一次孕育外,在鐵液轉包時再次進行一次甚至多次的孕育,這種方法較爐前一次孕育法有較好的效果,而且可減少孕育劑總的加入量。瞬時孕育:有包外孕育、澆口杯孕育、硅鐵棒澆包孕育、浮硅孕育、插絲法孕育(喂絲)、型內孕育。

       

      瞬時孕育工藝達到了:強化孕育處理、改善金相組織(主要是石墨球的細化)、提高力學性能、降低孕育劑消耗(實質上真正的有效)需要劑量是很少的、降低鐵液終硅量。

       

      四、球墨鑄鐵的質量控制技術:

      在球化和孕育處理后,首先必須對鐵液的處理效果進行迅速準確的判斷,方能進行澆注,因此必須進行爐前控制檢驗。

       

      常用的方法:爐前試塊法(園型、三角形)、火苗判斷法、熱分析法、爐前快速金相法

       

      爐前試塊法:根據試塊斷口色澤和敲擊時發出的聲音。球化良好時:斷口晶粒較細,具有銀白色光澤,試棒尖端有白口,中間有縮松,敲擊時發出輕脆的,類似于鋼的聲音。

       

      火苗判斷:①最好的情況是小火苗不多,主要是大火苗,同時一瞬間冒出三個以上前后累計十個以上,火苗高度>40mm,有時達100mm。②較好的情況,除了小火苗外,也出現大火苗,瞬間小火苗10個以上。高度<15mm,也出現1-2個大火苗,高度>40mm。③基本球化鐵水表面只出現小火苗,高度<15mm,呈星星狀,同時出現10個以上。④沒球化,鐵水表面毫無火苗。

       

      三角試棒判別:

       

      當三角試塊斷面晶粒細致,有銀色、銀灰色光澤,中心縮松很明顯。試塊兩側表面稍稍向內凹入時表示球化情況良好。

       

      若試塊斷面呈暗灰色,中心縮松不明顯,表示球化情況不良好。

       

      三角試塊:

       

      L 120

       

      判斷球化的方法:

       

      看斷面、聽聲音、憑手感、看切屑、聞味道、看鐵豆

       

      鐵水液面皴皮的觀察:

       

      當處理完扒渣后,大包表面或轉入小包后表面呈現一種尋?;铱阼F水所沒有的氧化皮如同豆漿或牛奶表面的一層薄膜,有此皺皮說明球化,沒有則不球化。

       

      這種現象的產生是由于鐵水易氧化,鎂是極活潑的元素,它很容易氧化,所以鐵水中含鎂時,不僅鎂本身會很快氧化,同時使整個液面更容易吸附氧,從而活化了鐵原子,使鐵水加速氧化。

       

      聞氣味:把鑄出的試棒浸到水里急冷以后敲斷,聞一聞它的味道,有一種強烈的電石氣味(乙炔氣味)則好。

       

      四、參考資料

       

      鑄造三廠生產排氣管(鐵素體球鐵)主要技術內容

       

      生鐵:低Mn、S、P生鐵

       

      C:4.3-4.5%;Si:0.95-1.1%;Mn0.15%;P0.04%;S0.02%

       

      鐵水:C:3.6-4.0%;Si:2.8-3.3%;P0.045%;S0.02%;Mn0.2%

       

      1、使用500kg球化包,采用凹坑沖入法。

       

      2、專用球化劑用量1.2-1.3%,稱量無誤。倒入球化包凹坑,扒平,加蓋QT420-15鑄鐵板,復蓋FeSi75Al1.5硅鐵孕育劑。

       

      3、最佳球化溫度1490-1510℃。首先出鐵4/5,再補滿。

       

      4、第一次包內加孕育劑:塊度8-18mm,加入量為0.4-0.8%,瞬時隨流加:0.1-0.13%,漏斗法。

       

      5、澆注時間8-10s,每包澆注時間6分。

       

      鑄造二廠五車間GSA球墨鑄鐵熔煉工藝規程

       

      1、配料比:

       

      回爐料:70%;廢鋼:20%;生鐵:10%;增碳劑:1-0.7%

       

      2、化學成分:%

       

      C3.6-3.95;Si:爐前1.8-2.2;爐后:2.3-2.8;Mg殘:0.025-0.04;Re殘:0.02-0.05

       

      3、球化劑:1.2-1.5%先倒包子的2/3,反應時間1分鐘后至600kg包,爐前試棒φ8-15×100

       

      4、隨流孕育:5-7g/s,澆注溫度:1380-1420℃,不得超過10分鐘。

       

      三車間熔煉工藝

       

      Q10球墨鑄鐵用生鐵:Si1.0%;Mn0.3%;P0.05%;S0.03%

       

      爐料配比:生鐵75%,回爐料25%

       

      化學成分:C3.65-3.9 碳當量CE=4.4-4.8% Si:前1.1-1.7,終2.3-3.0

       

      Mn0.5 Mg殘、Re殘合為0.03-0.05,

       

      加石灰石2%,石英砂1%

       

      球化劑粒度:10-25,加入量1.2-1.6%,加草木灰和珍珠巖0.15%保溫。

       

      孕育:底硅

       

      爐前: 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

       

      底硅量:3.5 2.83 2.17 1.5 0.83 0.16

       

      浮硅:每袋3.5kg

       

      隨流:0.12%

       

      五、如何降低鐵水含硫量?

       

      熔化鑄鐵所用的各種金屬材料、熔劑、鐵合金以及焦炭都有不同程度的硫。焦炭含硫量比其它爐料高得多,大致在0.5-2%,是鐵水增硫的主要來源。

       

      欲獲得低硫鐵水,必須:

       

      1.減少爐料含硫量,使用低硫焦炭,減少焦炭用量。

       

      2.要創造條件使留在爐內的硫,大部分進入熔渣,例如提高爐溫,增加熔渣堿度,此外還應降低熔渣的FeO含量。具體沖天爐內如何降低鐵水含硫量。

       

      ①爐料的選擇與處理:

       

      生產球墨鑄鐵應盡可能采用低硫生鐵和低硫焦炭。

       

      △焦炭硫量應小于1.0%或將硫高的焦炭挑出來(高硫焦炭一般表面有黃色斑紋)

       

      △銹垢嚴重的金屬爐料最好用滾筒清理后再裝爐。

       

      △金屬切屑應燒結(或壓)成團塊。

        

         關鍵詞:球墨鑄鐵

      球墨鑄鐵件、灰鐵鑄件、合金鑄件、壓力容器 

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