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提高鐵液處理水平 五個環節尤重要
發布時間:
2016-03-11 00:00
來源:
《金屬加工(熱加工)》
隨著機械制造行業的發展,對于鑄造類零件的性能要求越來越高,而生產高性能鑄件,其必要條件就是高品質鐵液,因此提高鐵液的處理水平是生產高性能鑄件的基礎。
我公司長期生產中大型灰鑄鐵鑄件,熔煉設備為中頻感應電爐,鑄件除了滿足國家標準GB∕T9497—2010外,還必須滿足機械行業標準JB∕T3997—1994,。不但要求鑄件要有較高的抗拉強度、硬度,還必須要有良好的精度穩定性可加工性。下面根據本我公司的實際生產情況來談一下鐵液處理的措施。
配料
配料是得到良好品質鐵液的基礎,現在隨著熔煉設備的發展,電爐熔煉成為一種常態,成分調整與鐵液溫度控制變得更加容易,配料的選擇性也更大,解決了廢鋼加入量的問題。廢鋼的加入比例可以得到很大程度提高,通過加入增碳劑增碳可以減少原生鐵的加入量,這樣在一定程度上解決了鐵液遺傳性問題。我公司通過長期的生產摸索得出,廢鋼比例55%~70%,原生鐵比例不高于20%時,所得到鐵液質量最好。
熔煉控制
提高鐵液的過熱溫度,由于是電爐熔煉,熔煉溫度控制更加容易,熔煉溫度必須達到1510~1530℃,靜置扒渣,這樣更有利于鐵液中雜質的析出,增碳劑的吸收更充分,可避免增碳劑上浮。高溫靜置時間控制在15min,時間不能過長,以避免化學成分燒損,鐵液形核能力變差。
化學成分選擇
高性能鑄件要求石墨為A型,石墨長度4~6級,珠光體含量95%以上,良好的可加工性,這就要求我們不能通過單獨提高Mn含量來提高鑄件性能。經生產驗證,在一定的CE范圍內,提高Si/C比,可以提高鑄件的強度。高的碳當量和高的Si/C比,可以有效地促進石墨化,減少白口傾向,降低鑄件的應力。但是過高的碳當量也會出現石墨粗大。以及珠光體含量、強度下降的不良后果。我公司主要生產灰鑄鐵機床鑄件,經生產驗證表明,碳當量在3.65%~3.75%,Si/C比在0.55~0.65時鑄件性能最佳。
低合金化處理
合金化是強化基體、提高鑄件性能的有效方法,一般合金化元素有Cu、Cr、Sn、Sb等,加入量的多少及加入方法對于合金化效果影響很大,Cr元素雖然對提高珠光體含量作用明顯,但由于焠火時出現微觀裂紋,焊接性變差,裂紋傾向增加,所以嚴格控制在wCr<0.08%。Sb是強烈促進形成珠光體元素,促進珠光體形成能力是Sn的兩倍,但Sb沒有細化晶粒和組織的作用,有時硬度并不低,但加工后表面粗糙度值較高,故不使用。我公司通過長期生產對比,選擇Sn、Cu兩種合金進行合金化,效果較好,Cu能穩定珠光體,副作用較小。Sn能改善石墨組織,特別是在高碳當量下,有利于A型石墨形成,并能細化珠光體。采用錫粒、銅粒隨流加入的方式,這樣能減少合金燒損,應均勻加入,加入量為Cu+Sn*10<0.8%。
孕育處理
由于電爐熔煉和配料中廢鋼比例高,鐵液中硫含量較低,一般的孕育劑的孕育效果不明顯。稀土硅孕育劑效果比較好,但價格過高,造成生產成本過高。我公司實際生產中控制wS=0.06%~0.08%時,孕育效果基本不受影響,熔煉過程中通過硫化亞鐵進行增硫,穩定硫含量,保證鐵液的孕育效果。進行大噸位鑄件生產時,我公司采用硅鋇長效孕育劑,保證孕育效果。
綜上所述,高品質的鐵液是生產高性能鑄件的必要條件,合理的配料,嚴謹的熔化過程控制,并通過低合金化、增硫強化孕育效果來保證鐵液品質,只有這樣才能生產出符合市場要求的高性能鑄件。
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