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, b H6 f% _+ R$ _! @
/ S8 t8 i! r+ O, h( P6 [" C0 ]4 N球墨铸铁生产工艺
1 设备选择
2 E) ~& q( B) @8 r/ [+ c* @$ q* c8 T# n5 ]6 s6 u% G
1.1 熔炼设备选择! D$ q5 P, A4 d) S
熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。感应电炉的优点是：加热速度快，炉子的热效率较高，氧化烧损较轻，吸收气体较少。因此，用中频电炉熔炼，可避免增硫、磷问题，使铁水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。
. t) _" _! I( ~& \% y _1.2 球化包的确定! A+ L7 X! J; }9 z
为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果，球化处理包应比一般铁液包深。球化包的高度与直径之比确定为2:1。 {/ {/ k( l. G
' m* H' U# l( ]6 P- m# s- ?2 原材料选择 E& Y+ ^, k* w. y) D$ |
# j" u, l+ [9 w
2.1 炉料选择" V; ]6 W. I; x: g6 H5 B6 |: U8 H
球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，S≤0.04％。) Q* _4 l: Z6 d/ y( g8 A( O) a
2.2 球化剂的选择
3 P2 [' `, g* ^( v" W 球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。 表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分
8 \* d4 U6 f4 L/ x项目 出铁温度 0 L: z/ M4 f! S' K
/℃
. z/ s8 h2 k! t5 }. M, Z {; P# U8 c# x& k- b# C+ k, j9 A4 y( j- w
S % 球化剂成分/% k$ g( F& j: y; w; P; `
- }$ F% f5 ^% W. z( pMg
p- [; n8 u4 G. R/ r% ZRe' M$ |4 L: b% O4 x3 d
Si
4 v* b; O. l5 f. j7 p$ @电炉 1420~1480
; A' d, Q; A" D3 R" G≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0 & S/ o" Z/ O# V$ p. v
6 s( H. M `1 x6 H j- M% i
3 炉前控制
; l5 i; V( h' N4 }2 w/ d1 E' U3 b3 a# A8 k
3.1 化学成分选择8 m( ~' r) @. L7 S6 I. G. s2 u0 K
球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。
1 N! o# ^$ z6 M+ x% m% c8 y/ Y3.2 球化和孕育处理
7 A0 S: ?4 \" L2 ^; o" B* i 球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较长，则应适量多加。球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率& q1 ?. f: ~; y) N# D
表2 球铁化学成分 ％
# ]" J% x4 d- `: E, Z牌 号 C Si Mn S P
( [' Q0 a+ H! n2 V) ]QT400~18
+ N: O+ _5 f5 K- H& e& Z球化前 ' `& q/ W7 Q& D
B4 w& U" z) ~; h4 C球化后
6 R4 Y4 k; K. O$ I+ u; G) L. ~! n1 f0 w6 B1 S' y
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07 ! u4 h, K3 b2 o! {5 H! @
3.5~4.0 2.6~3.2
# H+ A# R3 |% N6 m6 r≤0.02
' h# W; W X7 R5 t5 E; N
0 z A x+ |; H# |! K! N pQT450~10, `' [* q2 b$ H& t) T a: ?
球化前
9 L$ s. I) C5 d; A% F 球化后
$ z! ?4 M! t9 S/ _1 r" b8 l2 s& Q
! d: q8 e- d: G4 T/ M7 t3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
5 P+ y1 i5 @* I0 s- l& M! q2 j0 s3.5~3.9 2.5~3.0+ X+ O0 C: Z! J! C$ f$ ?/ b( h
≤0.02
" [% z5 l. B0 k& D. h9 y) ]4 t
3 ~- |6 \2 L& ~7 k' qQT600~3
1 y4 i( ~* M' W, X球化前 1 K4 e3 e, m. d4 d/ r0 O
球化后
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9 Q$ B- x5 G D1 ?, }3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 1 l, Y0 a3 } \: z3 F) Q& d
3.5~3.8 2.2~2.6
) E+ ~: u+ V& w( G≤0.021 G b$ f7 W1 x0 L% s
# a, \( Y' @1 e" Y7 WQT700~2
0 M. p7 k: Y: m9 I球化前
" n. |1 d! ? |" p, c0 G 球化后$ y- y! R8 w: y9 B" c
5 m* h! }- ~$ _3 a3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
+ r( e1 V+ r3 Z( N3.5~3.8 2.1~2.5
: H( `0 G( h, Q# i4 c≤0.02
5 K( q! o: ^- q9 S' m, }: F0 b, x, @1 e3 ^: ?
4 t( y& l; h0 `高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。球化剂要砸成小块，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅铁和铁屑。孕育处理是球墨铸铁生产过程中的一个重要环节，它不仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并使石墨变得更细小，更圆整，分布均匀，从而提高球墨铸铁的力学性能。孕育剂一般多采用FeSi75，其加入量根据对铸件的力学性能要求，一般为0.8％～1.0％。孕育剂的粒度根据铁液量多少，一般砸成5～25mm的小块。孕育剂应保持干净、干燥。
5 o, u: w( E" Y+ Q @7 ~5 O$ f* h 球化剂和孕育剂要在出铁前加入包中，在连续生产时，刚出完前一炉铁后，包很热，过早加入会使其粘结在包底而削弱球化和孕育效果。为了延迟球化反应时间，增强球化和孕育效果，要在球化剂和孕育剂的上面覆盖一层铁屑。球化处理的方法较多，一般多采用操作简便的冲入法处理球铁。8 V) A/ l$ S$ @ B; ]0 K6 l
3.3 球化效果炉前检验 c/ x1 ?+ r3 O' a
炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水冷却，砸断后观察断口。断口银白色，尖端白口，中心有疏松，两侧凹缩,同时砸断时有电石气味,敲击声和钢相似,则球化良好,否则球化不良。8 Y1 F. ]7 z5 h* v7 Y( d" N/ C
3.4 浇注/ } J8 |. ~6 N* @
由于球铁液容易出现球化衰退，因此，铁液球化处理后要尽快浇注，一般在处理后15min内浇注完毕，不会有球化衰退问题。 4 结 语7 F/ {* W) J6 g' O5 ^
在生产中，用Z14号生铁作原材料，中频感应电炉熔化铁水，控制铁水化学成分为：C3.5％～3.99％，Si1.2％～1.5％，P＜0.06％，S＜0.05％。采用高度与直径之比为2∶1的球化包，把球化剂与孕育剂砸成10～20mm小块，球化剂按1.8％，孕育剂按0.9％比例，向包内先加球化剂，再加孕育剂，最后在上面覆盖干燥的铁屑。铁水在炉中升温到1480℃左右出铁，待反应结束后10min内浇注完毕。生产的φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管，其化学成分为：C3.5％～3.8％，Si2.2％～2.6％，Mn0.6％～0.8％，S≤0.02％，P＜0.07％，各项力学性能指标均达到较高要求，使用效果相当理想。使用１年后证明，球墨铸铁本身具有高强度、耐磨、抗热疲劳等特性，能完全起到轴联接作用；能大大减小噪音、改善工人劳动环境；当过冷钢等超负荷情况下，梅花套管能自动破裂，起到过载安全保护作用；还能显著延长轧辊和梅花轴的使用寿命。同期相比，轧辊消耗降低8％，梅花轴消耗降低11％，连同设备维修工时减少而使同期产量的提高，共取得经济效益近7万元。AAA*球化剂：我国广泛采用的球化剂是稀土镁合金。镁是重要的球化元素，但它密度小（1.73g/cm3）、沸点低（1120℃），若直接加入铁液，镁将浮于液面并立即沸腾，这不仅使镁的吸收率降低，也不够安全。稀土元素包括铈（Ce）、镧（La）、镱（Yb）和钇（Y）等十七种元素。稀土的沸点高于铁水温度，故加入铁水中没有沸腾现象，同时，稀土有着强烈的脱硫、去气能力，还能细化组织、改善铸造性能。但稀土的球化作用较镁弱，单纯用稀土作球化剂时，石墨球不够圆整。稀土镁合金（其中镁、稀土含量均小于10%，其余为硅和铁）综合了稀土和镁的优点，而且结合了我国的资源特点，用它作球化剂作用平稳、节约镁的用量，还能改善球铁的质量。球化剂的加入量一般为铁水质量的1.0%~1.6%。
8 n3 r. G* O8 S4 I0 ?孕育剂：促进铸铁石墨化，防止球化元素造成的白口倾向，使石墨球圆整、细化，改善球铁的力学性能。常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水质量的0.4%~1.0%。由于球化元素有较强的白口倾向，故球墨铸铁不适合铸造薄壁小件。 c/ v9 w/ a" s( P
球化处理：以冲入法最为普遍，如图1-50所示。将球化剂放在铁液包的堤坝内，上面铺硅铁粉和稻草灰，以防球化剂上浮，并使其缓慢作用。开始时，先将铁液包容量2/3左右的铁液冲入包内，使球化剂与铁液充分反应。尔后，将孕育剂放在冲天炉出铁槽内，用剩余的1/3包铁液将其冲入包内，进行孕育。$ O% k# g& ]4 m% \# w8 }- |/ K
2 I. ~/ a4 E4 C5 S
BBB*由于原铁液含硫量较高,不可能达到<0 018%的要求,球化剂的加入量需考虑去硫耗镁量。碳硫分析仪的快速测定,能及时提供原铁液的含硫量,试验中原铁液的含硫量在0 02%～0 03%,去硫耗镁量在0 0076%上下波动,这在工艺上是可以接受的。
: J+ i% Y* q$ R. o/ b$ ~" a: d/ G球化剂的用量直接影响残余镁量的多少。如果球化剂加入量过多,就会引起残余镁量过多,虽然不致于影响球化合格率(球径大小仍属正常),但是它会增加收缩,引起脆性。同时由于原铁液含锰量偏高,球化剂加入量过多,较易出现碳化物,白口倾向严重,导致球数合格率的下降;如果球化剂加入量过少,就会导致残余镁量不足,影响球化的合格率,球数合格率也会降低。表1是在正常试验情况下的结果,并说明如下:①球化剂加入量1 4%时,由于残余镁量不足,出现蠕虫状石墨;②加入量1 8%时,由于残余镁量过多,出现碳化物,导致球数下降,不过二者球径大小仍合乎要求;③球化合格率非球化率& L, ?, ?: h& s. ] `' K5 N
铸铁牌号表示方法 铸铁牌号表示方法! o$ u. W# B. P, @
1．
% ]6 q3 X ?% q' L7 m铸铁牌号表示方法9 T, C4 R6 u! I" E% y& z1 G
1．3 w' I$ `! d0 W7 H M
1各种铸铁代号
2 k4 b& x" T) C4 g5 q7 u各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字的第一个大写正体字母组成，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别，同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音字第一个大写正体字母，排列在后面。其代号见附录A（补充件）。, [% _0 f, d, X) H& b. o5 |
1．
* o0 a$ s$ d5 H) O/ [: p* `2元素符号、名义含量及机械性能
9 a4 h. w0 g; B合金化元素符号用国际化学元素符号表示，混合稀土元素符号用“R”表示。含量及机械性能用含量。
( [+ M0 {& [' s' u1．2．1在牌号中常规碳、硅、锰、硫、磷元素，一般不标注，有特殊作用时，才标注其元素符号及含量。
0 O# N; s F- f4 o1．2．2合金化元素的含量大于或等于1%时，用整数表示，小于1%时，一般不标注，只有对该合金特性有较大影响时，才予标注。- X, L- G4 T2 ]* K
1．2．3合金化元素按其含量递减次序排列，含量相等时按元素符号的字母顺序排列。! v/ x( ~% h/ L; n9 |
1．2．4牌号中含量的修约规则按GB1.1-81《标准化工作导则% L' P3 Q! X; @' E* [8 S. s
编写标准的一般规定》附录C。
6 _- d" S" w" R3 l; M1．2．5牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值，两组数字间用“-”隔开。4 C5 n! ]9 u' m2 M' R' V
1．2．6当牌号中标注元素符号及含量还需标注抗拉强度时，抗拉强度值置于元素符号及含量之后，之间用“-”隔开。
1 k5 E# u* R- V0 P( Z5 A: n9 P9 R0 B7 u2 I0 [7 H5 w
. u3 Q4 Q @$ l N8 Z4 |) d
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楼主: 东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
