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鐵素體球墨鑄鐵澆口杯孕育
發布時間:
2016-04-22 00:00
來源:
《金屬加工(熱加工)》
我公司是與中船重工711研究所合資興辦的專業鑄造公司,主要生產灰鑄鐵和球墨鑄鐵毛坯如機體、缸蓋等。原先生產的球墨鑄鐵毛坯材質主要是QT500—7,隨著新產品的開發,開始生產引進“MAN”公司的16/24五缸至九缸中速機機體毛坯和風電前箱體、后箱體等。
16/24五缸至九缸中速機機體毛坯(見圖1)的材質為QT400—15,鑄件毛坯重1900~2900kg,澆注重量2600~4200kg,金相組織為:球化等級:1~2級,石墨大小5~7級,珠光體粗細分級為細級,珠光體數量≤15%,磷共晶和滲碳體數量為0。風電前箱體、后箱體(見圖2、圖3)材質為QT400—18AL,澆注重量2500~3300kg,金相組織為:球化等級1~2級,石墨大小5~7級,珠光體粗細分級為細級,珠光體數量≤ 5%,磷共晶和滲碳體數量為0。力學檢驗多了一項-20℃三塊試樣沖擊吸收能量平均≥14J。
原熔煉澆注工藝存在的問題分析
熔煉采用10t中頻感應電爐爐,球化、孕育采用一次沖入法,爐前化學成分為:wC=3.7%~3.8%、wSi=1.6%~1.7%、wMn≤0.2%,QRMg8RE3球化劑加入量1.5%~1.7%,75SiFe孕育劑加入量0.5%~0.7%。經檢驗發現:伸長率不合格(13%~15%),低溫沖擊不合格(10~12 J)。后改為二次隨流孕育:包底加入2/3的孕育劑和全部的球化劑,先出2/3的鐵液,待球化反應結束后扒凈熔渣再出剩余的鐵液,同時隨流加入剩余的孕育劑,經檢驗發現:伸長率基本合格(18%~20%),但低溫沖擊吸收能量仍不合格(9~11 J),同時操作極不方便。經分析認為:二次隨流孕育加強了孕育效果,細化了石墨球,但低溫沖擊性能與終硅量有直接的關系,終硅量大于2.0%,低溫沖擊就不合格,如何運用現有條件在略微調整配料的條件下生產出合格的鑄件成為主要問題。
一般加強孕育的方法有以下幾種:
(1)二次隨流孕育,但操作極不方便。
(2)倒包孕育,同樣也存在操作不方便的問題,同時鐵液降溫較多。
(3)型內孕育,生產中沒有用過,需做大量的試驗,交貨期不允許。
(4)使用重稀土孕育劑,除要做大量的試驗外,成本增加。
在生產中發現,我們用的是定量澆口杯拔塞澆注,如果把部分孕育劑放在澆口杯內效果和倒包二次孕育一樣,這也許是一種解決問題的簡單而有效的方法。
2.改進后的熔煉澆注工藝
機體鑄件爐前化學成分為wC=3.7%~3.8%、wSi=1.4%~1.5%、wMn≤0.2%,球化劑加入量1.5%~1.7%,孕育劑加入量:包內0.5%~0.6%、澆口杯內0.2%。風電鑄件化學成分:wC=3.7%~3.8%、wSi=0.9%~1.0%、wMn≤0.2%,球化劑1.5%~1.7%,孕育劑加入量:包內0.5%~0.6%、澆口杯內0.2%,其余不變。經調試生產,鑄件的理化指標均合格,簡單有效地解決了問題。
結語
(1)對于中大型鐵素體球墨鑄鐵鑄件,即使采用一般的原輔材料,用澆口杯孕育方法也能生產出合格的鑄件。
(2)可以嘗試在鐵素體-珠光體球墨鑄鐵件和珠光體鑄件嘗試澆口杯孕育方法進行生產。
(3)為防止球化、孕育衰退,用含鋇孕育劑效果更好。
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