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- U% r& _3 x! k' z/ |4 o! X2 A) N, e- }- I X
% m$ l6 M* t% {# j$ ~; N
球墨铸铁生产工艺
1
设备选择
6 M/ `/ b( b7 Z3 j' p: N- A) f5 [
3 ~6 Q; `0 z& D4 \" K) Z; v1.1熔炼设备选择4 B, G/ x8 _( H- n) p2 n+ H! t
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％。
% ~+ R7 a; w/ n! M1.2球化包的确定8 F% U: D* H! b# c1 f+ }( P
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。2 P6 `( x! }% M. G4 h
1 Z) l2 \' L5 S+ W2原材料选择2 w O, B1 ]6 S
, S( ~$ @- N* Q( @( x" k) P- }2.1炉料选择
2 l3 B. i+ m# A7 \ 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％。
" n2 ^6 }6 v- Q( U4 K2.2球化剂的选择
! S- u" x1 _2 m4 o* o 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0 J \1 F1 V1 N" e \1 q6 k" e0 f
项目 出铁温度0 L/ K4 f2 l4 c _* }
/℃
V* ]: t" u/ a$ _7 ]% T' P; z8 d; ^9 Z e/ d# F- E9 z3 o
S %球化剂成分/%, }1 B% _! S+ [+ J$ |* @
; v# r9 P! V# p% A3 r) \+ }% jMg+ k. G) C5 J, L3 H2 w8 @ d2 {
Re+ Y8 o, j& C- F- X
Si& z: W# F8 Y8 ^0 j/ M( @2 v2 H
电炉1420~1480
' e/ F: U; ^" [2 g≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.09 S2 C# i, ]2 {9 _- v5 v3 z
4 x/ R0 N1 [/ Q( _: N1 w3 炉前控制
! P. b6 s, z; U* T1 V) w1 q) z2 [. i) n7 c! t
3.1化学成分选择
% P; P4 \- a$ m: ^1 q 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。; j1 z7 _8 c* _
3.2 球化和孕育处理* f/ c! {& G- M
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$ i% q- l7 Z+ s1 C6 y
表2 球铁化学成分 ％# U! S2 ?$ k0 a( |9 ?- K
牌 号C Si Mn S P4 l0 c7 r' ~5 E: f- |$ u8 I) a# X
QT400~18
/ u7 P. z$ }, G% k# \1 M球化前7 `8 o" \! p( E" v$ G
! T1 M# T" b8 q* {3 G" L1 ~
球化后
2 L" s! U" Y6 b$ k7 O
- `% \7 X. J+ b2 |/ d+ G: T3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.074 t! B ^ V1 q+ O2 T0 s/ L& E3 D
3.5~4.0 2.6~3.2
( K4 r/ f. ^" q7 r≤0.02
% L2 T+ w/ v8 W( wJ$ C( L" T, _
QT450~102 ]% ~& \ S, S5 B* M/ Z5 w
球化前9 q) c0 a& d! ]% [! l
球化后8 B: H+ ?# k) g& Y
. S' a8 U3 f" H3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.074 S/ Y D! q! j: |
3.5~3.9 2.5~3.0& q" D8 s! L0 h( H
≤0.025 N! G' G( a* ~6 C1 j# V
4 V8 S2 u; m- f. r; ZQT600~35 Q6 z9 U7 T) F6 Q
球化前
5 d5 N; n& z% Y5 T) c9 w5 f$ r* ?球化后& V% |, o4 c, k2 g6 e
" y/ M0 y) \5 l! d6 @4 L; o0 X3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
4 J9 t* ?2 b3 M, m7 W% C& A3.5~3.8 2.2~2.6
& }9 a) I: X( a1 Z: ]1 @) F≤0.024 U- s! r( h5 H0 ~0 e/ r0 s# x
( g& V5 {, F/ Z
QT700~2* A) L; E% ?$ r7 x. ^1 Q
球化前; Q/ l/ W1 z0 \) u1 J9 P
球化后6 @: |" k6 q/ `. H
+ _, T9 R+ o* U2 C, L' n% m3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.077 U2 U+ K9 a2 g9 a( J% q0 ~" q
3.5~3.8 2.1~2.5" i+ U+ Q0 ^8 m; l4 F
≤0.02, t9 k6 _; N8 o* W. S
! F) H* G# B8 ?& _% D" U' n$ I& D0 _- o0 `# y! W( X& g, ]
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 S, _# }3 b3 N- j 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。
+ h1 v7 I8 ?" _* Z4 n+ t' }3.3球化效果炉前检验
" e/ m2 E% V' ^/ I( { F 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 P j/ r1 L0 G6 H& \3 A3.4浇注4 K0 G8 A8 R# n( I5 n3 U5 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
# v0 ?9 O& h1 H) G 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%。7 w, X/ W: d* y3 ?/ v) p) Y
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。6 p8 F/ g+ J+ }: Q3 j" E$ R& J( B2 M; w
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。
" L5 b, ~9 P8 T; }3 L5 y" U8 L. Q- F
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。& Q! e L6 g, u/ c7 ~+ X
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" s. s1 y6 ]; O' p8 ~" _" L7 G! G
铸铁牌号表示方法
铸铁牌号表示方法
- A* e5 [1 A( ^" X; c5 v
1
．
! i2 h% f, ]' t& g1 T
铸铁牌号表示方法
9 b; q" _+ N' V3 g2 d0 I3 D0 q( o
1
．
: \7 C/ `% t" s; \1
各种铸铁代号
, g1 J! g% F7 R) k2 ~
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）。
- Z3 E k( q' d* Q& Y( D
1
．
5 h7 m; X0 w. L9 R
2
元素符号、名义含量及机械性能
! g) Z0 m* K3 i+ ^( d. m' K
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。
, F6 d' _8 W* _ C1
．
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。
* c6 ^$ P! M' }( t. j% U+ `1
．
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。
' D$ q4 m! K1 V
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。
2 B3 |6 {, G# k, W3 P1
．
2
．
4
牌号中含量的修约规则按
GB1.1-81
《标准化工作导则
/ W" _* |1 s" f; D
编写标准的一般规定》附录
C
。
' K6 E6 {9 n7 D7 y1 X3 p1
．
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。
! A# [: G0 }4 v7 Y3 O" X2 D& p1
．
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。
' N# L2 t" Q, Y. T% z
* y- o8 }+ d& Y
, u2 D0 }; j/ V9 {: _6 p, _( |% k) x
|
楼主:
东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
