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INITEK球鐵處理工藝 與傳統順序有別
發布時間:
2016-01-26 00:00
來源:
NITEK工藝是一種用于球墨鑄鐵球化處理的工藝,由Foseco公司于數年前開發,2008年、2010年該公司的E. Berthelet就其專用處理轉包獲得了專利。目前,歐洲和日本都有應用的報道,以下是該工藝的大致情況。
1.1INITEK工藝的要點
這種工藝的要點有4項:采用Foseco公司的專利轉包;用熱分析法掌握鑄鐵過程中的主要參數,從而嚴格地控制生產過程;控制鐵液的化學成分;控制鐵液中氧化物、硫化物含量。前兩項目前尚未見具體報道,這里只提及后兩項。
(1)控制鐵液的化學成分 在原鐵液成分相同的條件下,采用INITEK工藝,球墨鑄鐵中鐵素體可增加25%~50%。因此,為使球墨鑄鐵具有相同的力學性能,原鐵液的硅含量(質量分數)可降低12%~24%,碳含量可提高4%~8%,而且可以適當提高錳含量。
(2)控制鐵液中氧化物、硫化物 鐵液中氧化物、硫化物的含量和特性,是石墨生核的重要條件,影響共晶團的數量及其組成,從而影響球墨鑄鐵的各種性能。
2.處理鐵液的作業順序和時機
INITEK工藝的特點是改變了通常先進行球化處理、后進行孕育處理的作業順序,在球化處理前,進行前期孕育處理。
(1)前期孕育處理 在球化處理前,先進行前期孕育處理,可以降低鐵液中氧和硫的活性,并在鐵液中形成大量氧化物和硫化物,作為石墨生核的異質核心,而且其有效的時間保持較長。關鍵在于孕育劑的成分和加入量。Foseco公司提供的孕育劑INODEX的成分見表1。
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在專用轉包處于水平位置時進行前期孕育處理,孕育劑置于包內的容器中,粒度為0.5~2.5㎜。處理后,鐵液中形成大量氧化物和硫化物,而且有大量夾雜物上浮。處理的時間要監控。
(2)球化處理 前孕育處理后,經一定的時間,將轉包旋轉到垂直位置,進行球化處理。球化劑為鎂硅鐵合金,加入量為鐵液的0.65%~1.0%,按鎂硅鐵合金的成分、鐵液溫度以及轉包的容量具體確定。
Foseco公司提供的球化劑有兩種,其化學成分見表2,粒度為4~10㎜。
(3)隨流孕育 轉包運送到澆注位置后,扒除液面的渣滓,注入轉運包或直接澆注鑄型。澆注時進行隨流孕育。
前期孕育處理、球化處理及澆注,都用同一專用轉包完成。專用轉包及處理過程的概況參見附圖。
附圖 專用轉包和及處理過程的概況
圖中○1為轉包處于水平位置,孕育劑在包內,接受鐵液即進行前孕育處理;○2為前孕育處理后,轉包轉到垂直位置,球化劑在包內,進行球化處理;○3為球化處理后,將鐵液注入轉運包(或直接澆注鑄型),進行隨流孕育。
3. 采用INITEK工藝的效益
據報道,采用INITEK工藝的很多優點,主要如下:
(1)鎂的收得率提高 由于進行了前期孕育處理,球化處理時鐵液中氧和硫的活性大為降低,鎂的收得率可比蓋包法處理高35%~75%。例如:用蓋包法時球化劑加入量為1.15%;用INITEK工藝時,球化劑加入量為0.75%。
(2)球化處理的衰退減緩 由于球化處理前鐵液中氧和硫的活性降低,球化處理的衰退明顯減緩,處理后到澆注可經30min而不影響鑄件的質量。因而,可以延長澆注時間,提高生產效率。
(3)白口傾向減輕 由于鑄鐵中溶解的鎂量減少,白口傾向減輕。對成分相同的原鐵液進行球化處理,與用蓋包法對比(見表3),采用INITEK工藝時,因球化劑加入量較少,球墨鑄鐵的硅含量較低,但鑄鐵中鐵素體含量較高,而硬度較低,球墨鑄鐵的收縮傾向有所減輕。
采用INITEK工藝時,試樣中鐵素體含量為35%,高于用蓋包法制得的試樣。如果保持鐵素體/珠光體的比值相同,達到相同的硬度(>220HBW),則可以調整配料,將硅含量降低到2.15%左右。
對于要求強度、硬度較高的球墨鑄鐵,可以減少銅的加入量。
也可以在配料中采用價格低廉的含錳廢鋼,以降低生產成本。
(4)降低能耗 據Foseco公司的介紹,采用INITEK工藝可以降低鐵液的出爐溫度和澆注溫度,從而可降低能耗。
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