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技術論壇
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灰口鐵熔煉、澆注工藝操作規程
發布時間:
2015-11-11 00:00
來源:
1. 合金元素含量、力學性能和金相組織
1.1元素含量和力學性能
表1
牌號 | 鑄件壁 厚(㎜ ) | 元素含量(﹪) | 試樣毛坯直徑 (㎜ ) | 最小抗拉強度(㎜) | ||||
碳 | 硅 | 錳 | 硫 | 磷 | ||||
。HT200 | ﹤30 | 3.2–3.5 | 1.6–2.0 | 0.6–0.9 | ﹤0.12 | ﹤0.12 | 30 | 200 |
30-50 | 3.1–3.4 | 1.5–1.8 | 0.7–0.9 | |||||
﹥50 | 3.0–3.3 | 1.4–1.6 | 0.8–1.0 | |||||
HT250 | ﹤30 | 3.0–3.3 | 1.5–1.8 | 0.7–0.9 | ﹤0.12 | ﹤0.12 | 30 | 250 |
30﹣50 | 2.9–3.2 | 1.4–1.7 | 0.9–1.1 | |||||
﹥50 | 2.8–3.1 | 1.3–1.6 | 1.0–1.2 |
1.2金相組織(內控)
HT200:石墨:A型石墨,長度60-250um,無定向分布,數量6-9%。允許有占石墨總數10-20%的 D型石墨。基體組織:珠光體﹥95%,中片狀,鐵素體﹤5%,二元磷共晶﹤4%。
HT250:石墨:A型石墨,長度60-250um,無定向分布,數量4-7%,允許有占石墨總數5-15%的D型石墨。基體組織:珠光體﹥95%,中
細片狀,二元磷共晶﹤2%。
1. 金屬原材料
2.1鑄造原生鐵
HT200主要選用Z25、Z20、Z18、Z15和Z14生鐵。HT250主要選用Z20、Z18、Z15和Z14生鐵(元素含量見表2),不能使用含有白口或粗大石墨的原生鐵,因為原生鐵中白口或粗大的石墨會遺傳到鑄件中。
表2
新生鐵牌號 | 元素成分(%) | |||||||
C | Si | Mn | P | S | ||||
Z14 | ﹥3.3 | 1.25-1.60 | 1組 | ≦0.50 | 1級 | ≦0.060 | 1類 | ≦0.04 |
2組 | ﹥0.50-0.90 | 2級 | 0.060-0.10 | 2類 | ≦0.05 | |||
Z15 | 1.26-1.75 | 1組 | ≦0.50 | 1級 | ≦0.10 | 1類 | 0.03 | |
2級 | ﹥0.10-0.20 | |||||||
2組 | ﹥0.50-0.90 | 3級 | ﹥0.20-0.40 | 2類 | 0.04 | |||
4級 | ﹥0.40-0.70 | |||||||
3組 | ﹥0.90-1.30 | 5級 | ﹥0.70-1.00 | 3類 | 0.05 | |||
Z18 | ﹥3.3 | 1.60-2.00 | 1組 | ≦0.50 | 1級 | ≦0.60 | 1類 | ≦0.03 |
2組 | ﹥0.50-0.90 | 2級 | 0.06-0.10 | 2類 | ≦0.04 | |||
Z20 | 1.76-2.25 | 1組 | ≦0.50 | 1級 | ≦0.10 | 1類 | 0.03 | |
2組 | ﹥0.50-0.90 | 2級 | ﹥0.10-0.20 | 2類 | 0.04 | |||
3組 | ﹥0.90-1.30 | 3級 | ﹥0.20-0.40 | 3類 | 0.05 | |||
Z25 | 2.26-2.75 | 1組 | ≦0.5 | 1類 | 0.03 | |||
Z25 | 2.26-2.75 | 2組 | ﹥0.50-0.90 | 4級 | ﹥0.40-0.70 | 2類 | 0.04 | |
3組 | ﹥0.90-1.30 | 5級 | ﹥0.70-1.00 | 3類 | 0.05 |
2.2廢鋼
盡量使用低碳鋼,不能銹蝕太嚴重,其厚度﹥2mm,高合金鋼要單獨配料使用,含鎢、鉬的 高合金不能使用。廢鋼元素含量見表3.
表3
鋼種 | 元素含量(%) | ||
C | Si | Mn | |
低碳鋼 | ﹤0.25 | 0.2-0.4 | 0.4-0.8 |
中碳鋼 | 0.25-0.60 | ||
高碳鋼 | 0.60-1.20 |
2.3回爐鐵:回爐鐵主要指鑄件澆冒口,鑄件廢品和廢沙箱等,應清除芯沙和粘沙,其用量根據回爐鐵多少調節,不同牌號的回爐鐵要分別堆放,并且掛牌標示。
2.4鐵合金:鐵合金主要指75號硅鐵和75號錳鐵,用于調節鐵水中的硅和錳含量。硅鐵、錳鐵元素含量分別見表4和表5.
表4硅鐵元素含量表
牌號 | 元素含量(%) | |||||
漢字 | 代號 | 硅 | 錳 | 鉻 | 磷 | 硫 |
硅90 | Si90 | 87-95 | ≦0.4 | ﹤0.2 | ﹤0.04 | ﹤0.2 |
硅75 | Si75 | 72-80 | ≦0.5 | ﹤0.5 | ﹤0.04 | ﹤0.2 |
硅45 | Si45 | 40-47 | ≦0.7 | ﹤0.5 | ﹤0.04 | ﹤0.2 |
表5錳鐵元素含量表
錳鐵類別 | 牌號 | 元素含量(%) | ||||||
漢字 | 代號 | 錳 | 碳 | 硅 | 磷 | 硫 | ||
Ⅰ | Ⅱ | |||||||
低碳 | 錳0 | Mn0 | ﹥80 | ﹤0.5 | ﹤2.0 | ﹤0.15 | ﹤0. 3 | ﹤0.02 |
中碳 | 錳1 | Mn1 | ﹥78.0 | ﹤1.0 | ﹤2.0 | ﹤0.2 | ﹤0.3 | ﹤0.02 |
錳2 | Mn2 | ﹥75.0 | ﹤1.5 | ﹤2.5 | ﹤0.2 | ﹤0.3 | ﹤0.02 | |
碳素 | 錳3 | Mn3 | ﹥76.0 | ﹤7.0 | ﹤2.5 | ﹤0.2 | ﹤0.33 | ﹤0.03 |
錳4 | Mn4 | ﹥70.0 | ﹤7.0 | ﹤3 | ﹤0.2 | ﹤0.38 | ﹤0.03 | |
錳5 | Mn5 | ﹥65.0 | ﹤7.0 | ﹤4 | ﹤0.2 | ﹤0.40 | ﹤0.03 |
2. 金屬爐料的管理
3.1購置爐料時向供應商索取生產廠家材質證書,鑄造原生鐵和鐵合金進廠后必須認真及時化驗元素含量,從多塊材料中取樣。將其結果告訴爐工主管和熔煉工藝員。
3.2金屬爐料必須按生產廠家和牌號分別標示堆碼擺放,放在室內,專人保管和領取。
4.配料
4.1根據鐵水要求的元素含量,各原材料的元素含量,熔煉時各元素的變化和車間回爐數量(盡量不留,或余留很少),計算配料單。
HT200鑄鐵廢鋼用量一般為15-30%,HT250鑄鐵廢鋼用量為20-35%,S和P得在中頻爐熔煉變化甚微,控制原材料中S和P的含量不超標就可以。酸性中頻電爐元素燒損見表6.
表6酸性電爐主要元素燒損率
元素名稱 | C | Si | Mn |
燒損率(%) | 5 | ﹤10 | ###### |
4.2配料必須過磅,硅鐵和錳鐵投爐前應預熱。
5.鑄鐵熔煉要求
5.1鐵水溫度要高,鐵水流動性好,充性能力強,有利于排氣和排渣,有利于孕育處理和澆注,鐵水出爐溫度應在1420-1460℃,用保溫聚渣材料復蓋鐵水。澆厚大鑄件可以高溫出爐,低溫澆注。
5.2元素穩定,避免鐵水嚴重氧化。
5.3出鐵水時盡量避免爐渣流入鐵水包。
6.爐前檢驗
6.1三角試樣:將鐵水澆入三角試樣砂型中,冷卻到暗紅色(約600-700℃)淬火,打斷測量其白口寬度,初步判斷鐵水的碳硅當量。回扣鑄鐵三角試樣斷口與鑄鐵質量關系見表7.
一般規律及說明 | ||||||||||||
白口寬度與牌號 | 白口寬度與灰鑄鐵牌號的關系如下表(鑄件平均壁厚25-30) | |||||||||||
鑄鐵牌號 | HT100 | HT150 | HT200 | HT250 | HT300 | |||||||
白口寬度(㎜) | 1月2日 | 2.5-4 | 3.5-6 | 4.5-7 | 6月8日 | |||||||
白口寬度與鑄件性能 | 根據白口寬度與鑄鐵壁厚之比,可判斷鑄鐵性能,如下表 | |||||||||||
白口寬度 | 0.15 | 0.15-0.20 | 0.25 | 0.40-0.50 | ﹥0.7 | 1/3-1/6 | ||||||
鑄件壁厚 | ||||||||||||
逐漸性能 | 強度低,易加工 | 易加工 | 強度最高 | 耐磨性最好 | 加工困難 | 可加工性良好 | ||||||
注:1∕3-1/6為白口寬度與鑄件最薄壁厚之比 | ||||||||||||
斷口組織與含碳量 | 斷口顏色與鑄鐵含量的關系,如下表 | |||||||||||
斷口顏色 | 黑色 | 深灰 | 淺灰 | 銀灰 | ||||||||
C,% | ﹥3.4 | ≈3.2-3.3 | ≈3.1-3.2 |
6.2觀看單件試樣:將澆入直徑¢30mm試樣,冷卻收縮到一定的程度,頂部凹陷中心可能有一個凸出物,根據其有無和大小,初步判斷鐵水的碳硅當量。
7.澆注工藝
7.1澆注溫度:1320-1400℃,小件澆注溫度高,大件澆注溫度低。鐵水透明發青,℃可以澆注5㎜壁厚的小鑄件,鐵水表面呈現著閃動的花紋時只能澆注壁厚不加工的鑄件,若鐵水粘包就不能再澆注鑄件。
7.2澆包要修光潔,必須烘干到700-800℃
7.3小件只能用抬包或端包澆注。
7.4澆注配合:澆注前人員必須到齊,各項工作準備好,穿戴好防護用品,澆注必須有人擋渣,冒口和芯頭等處必須引火,鑄型走水要堵,澆注不能停,可以慢澆,邊補縮邊澆注。鐵水快充滿鑄型要用高溫鐵水補冒口,大型鑄件應多次補澆鐵水。
7.5澆注完后要將包內的余鐵水倒干凈,粘包比較嚴重的澆包不能再用。
7.6凝固后要及時松沙箱,鑄件冷卻到400℃以下才能開箱清產。
8.力學性能檢測
8.1灰口鑄鐵力學性能是鑄件材料最重要的依據,決定鑄件的使用性能,它是由多種因素所決定的,必須認真做好這項工作。
8.2每爐澆注一組(三根)機械性能試樣,加工一根做機械性能試驗,試樣若有渣、砂、氣孔等鑄造 缺陷可以由另一根替補。若做力學性能的試樣斷口有砂,渣和氣孔等缺陷,或者斷口在試棒標外不能判定鑄鐵材質不合格,可以重做。
8.3若試樣機械性能不合格,再加上其它兩根補做也補合格,該鐵爐水材質視為不合格。
8.4要在試樣上取樣做化學分析。
8.5試樣是否進行熱處理,根據鑄件產品技術要求是否做熱處理。熱處理工藝:裝爐溫度:200℃;加熱速度100-150℃/小時;保溫溫度550-600℃;保溫時間2.5-3.5小時;冷卻速度:隨爐冷卻;出爐溫度150-200℃.
8.6要將元素含量與力學性能試驗結果進行分析比較和綜合分析,了解熔化和元素變化情況。有利于配料。
9.中頻電爐筑爐、燒結、爐存修補和熔煉等工藝操作規程按《普通鑄鋼合金熔煉、澆注工藝操作規程》執行》。
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