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球墨鑄鐵生產(chǎn)工藝 1 設(shè)備選擇
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1.1 熔煉設(shè)備選擇4 _2 ^4 T/ Z2 F# m8 o: ]
熔煉設(shè)備的選用首先是在滿(mǎn)足生產(chǎn)需要的前提下,,遵循高效,、低耗的原則。感應(yīng)電爐的優(yōu)點(diǎn)是:加熱速度快,,爐子的熱效率較高,,氧化燒損較輕,吸收氣體較少,。因此,,用中頻電爐熔煉,可避免增硫,、磷問(wèn)題,,使鐵水中P不大于0.07%、S不大于0.05%,。
# b* l @ E% E) ~1.2 球化包的確定; |: Y" A. w- m& G& |% [
為了提高球化劑的吸收率,,增加球化效果,球化處理包應(yīng)比一般鐵液包深。球化包的高度與直徑之比確定為2:1,。8 O1 X8 R9 @. @7 j' B3 v. O
; B5 W) U2 `1 @
2 原材料選擇8 b; x8 H6 z; k# F
# j% R4 ?/ K$ W8 u! }$ P% }
2.1 爐料選擇
6 I. u# L% U# u# n n0 Q; Z2 d 球鐵球化劑的加入效果條件是:高碳,、低硅、大孕育量,。為了穩(wěn)定化學(xué)成分和有效地控制促進(jìn)白口化元素和反球化元素,,保證熔煉鐵水的質(zhì)量,選用張鋼Z14生鐵,,其化學(xué)成分:C>3.3%,,Si 1.25%~1.60%,P≤0.06%,S≤0.04%,。
3 q; t; O6 W2 e! S. C/ j8 _2.2 球化劑的選擇6 R6 C9 T& l' Q6 k& E
球化劑的選用應(yīng)根據(jù)熔煉設(shè)備的不同,,即出鐵溫度及鐵液的純凈度(如含硫量、氧化程度等)而定,。我國(guó)最常用的是稀土鎂硅鐵球化劑,,采用這種球化劑處理時(shí),由于合金中含硅量較高,,可顯著降低鎂處理時(shí)反應(yīng)的劇烈程度,。同時(shí)也能因增硅而有些孕育作用,。電爐生產(chǎn)時(shí),,因溫度相對(duì)較高,所用球化劑的化學(xué)成分見(jiàn)表1,。 表1 球化劑FeSiMg8Re7化學(xué)成分
! }0 J) | }* c$ k" E項(xiàng)目 出鐵溫度
& S# K8 S) d+ D4 \/℃% V* J# K2 t& ^& h$ i- P. }6 ]4 B
* e/ g4 O6 h9 C8 D5 O+ yS % 球化劑成分/%9 M( U' s( D$ n
! D& K l# {* Z7 q) B
Mg3 d" u4 n. t9 Q$ [0 R; j
Re
7 J# K1 O7 O7 @9 i/ PSi $ {1 O3 w! G1 S
電爐 1420~1480
: u; v7 G7 |) b1 x' i) r5 O≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0 9 z1 o$ [7 r# T$ R
+ W7 J9 t4 i7 Z4 {: p% j) o
3 爐前控制# f" L! o8 w8 l {2 P8 Z
( p& f9 s2 D I6 t; Z6 m! R
3.1 化學(xué)成分選擇; X8 S( ~7 B4 ?* k+ s
球鐵原鐵液應(yīng)高碳,、低硅、低硫,、低磷,。控制好硫的含量,,是生產(chǎn)球鐵的一個(gè)重要條件,。幾種牌號(hào)的球鐵的化學(xué)成分見(jiàn)表2。: w* Q+ h- m# o4 I* v7 m+ W% L
3.2 球化和孕育處理- n/ O t3 L, B
球化劑加入量應(yīng)根據(jù)鐵液成分,、鑄件壁厚,、球化劑成分和球化處理過(guò)程的吸收率等因素分析比較確定。一般為1.6%~2.0%,,若球化劑放置時(shí)間較長(zhǎng),,則應(yīng)適量多加。球化反應(yīng)控制的關(guān)鍵是鎂的吸收率,,溫度高,,反應(yīng)激烈,時(shí)間短,鎂燒損多,,球化效果差,;溫度低,反應(yīng)平穩(wěn),,時(shí)間長(zhǎng),,鎂吸收率
( ~5 i, G/ J& [: f6 W 表2 球鐵化學(xué)成分 %' o6 E/ q/ ?- X4 N3 F) J
牌 號(hào) C Si Mn S P ! w& j2 s R% x/ J* }$ ~; O
QT400~18& n+ R4 A( w) D- _7 J
球化前
: y9 j; _5 c/ n3 _4 C : S1 D5 T" v+ V& p3 K
球化后
! m7 U2 L( k8 S8 }6 C( L% \! H0 u8 A
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
D' V4 ^! O5 R3.5~4.0 2.6~3.2
& s5 E+ ~" C% O≤0.02
$ y7 r0 I( n5 a6 r* H& z$ {- d, w) ]8 M. B' G
QT450~10
4 d2 l5 Z) q* }8 |2 T. R. O# r0 G球化前
. u5 F$ n6 H$ B) P; q9 Z( N 球化后
7 I6 ], L- u7 u5 X4 I7 I$ k
" X. D! E' M( B w8 h3 u; \3 W3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
0 Z4 j1 P/ _# g u# O- u+ J1 _3.5~3.9 2.5~3.04 S; x' F0 G% S- k& R7 u6 q
≤0.02: U8 l' i- P; z( Z* c
$ W+ n, q- X" |5 r* DQT600~3
& Q9 v3 T3 D" ]/ t球化前
( r+ q5 ^( l% v/ A; @$ Q9 ^, S3 V 球化后
2 c& T: N6 [- w/ _8 ?# F
: y: l- p# d: e" R* D3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
A( O) Q* M/ A0 H% R; E( e' u3.5~3.8 2.2~2.6
' a8 [) `6 j% s≤0.02
' d9 E1 |6 Q |; p: D0 }- }/ S( J9 N( I3 J0 b3 x2 O n
QT700~2
, [6 p/ f1 a. u# }) N球化前
3 [" o/ }- `/ @ 球化后- E5 i% H! y$ z* v
9 T( s* [- U3 k$ h( k
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 * [# \$ I- a ^ Z: t! @
3.5~3.8 2.1~2.5. l+ s; l' ?2 z# g' k; a
≤0.02
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0 Y+ q/ N8 n! Y
高,球化效果好,。因此,,一般在保證足夠澆注溫度的前提下,宜盡可能降低球化處理溫度,,控制在1420~1450℃,。球化劑要砸成小塊,粒度一般在5~25mm,,加在包底,,再在上面加硅鐵和鐵屑。孕育處理是球墨鑄鐵生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),,它不僅促進(jìn)石墨化,,防止自由滲碳體和白口出現(xiàn),而且有助于球化,,并使石墨變得更細(xì)小,,更圓整,分布均勻,,從而提高球墨鑄鐵的力學(xué)性能,。孕育劑一般多采用FeSi75,其加入量根據(jù)對(duì)鑄件的力學(xué)性能要求,,一般為0.8%~1.0%,。孕育劑的粒度根據(jù)鐵液量多少,一般砸成5~25mm的小塊,。孕育劑應(yīng)保持干凈,、干燥。
& Z3 j1 Y9 P a( C6 e3 V 球化劑和孕育劑要在出鐵前加入包中,,在連續(xù)生產(chǎn)時(shí),,剛出完前一爐鐵后,包很熱,,過(guò)早加入會(huì)使其粘結(jié)在包底而削弱球化和孕育效果,。為了延遲球化反應(yīng)時(shí)間,增強(qiáng)球化和孕育效果,,要在球化劑和孕育劑的上面覆蓋一層鐵屑,。球化處理的方法較多,,一般多采用操作簡(jiǎn)便的沖入法處理球鐵。/ N* u* m1 {* O0 a" _4 h& I
3.3 球化效果爐前檢驗(yàn)' @+ K: b& z4 h9 M
爐前檢驗(yàn)孕育,、球化效果好壞,,一般采用三角試樣。澆注三角試樣,,冷至暗紅色,,淬水冷卻,砸斷后觀察斷口,。斷口銀白色,,尖端白口,中心有疏松,,兩側(cè)凹縮,同時(shí)砸斷時(shí)有電石氣味,敲擊聲和鋼相似,則球化良好,否則球化不良,。/ X; ^% F9 |( s2 C! {2 X/ i- O* P
3.4 澆注# |0 a- w( Y2 [
由于球鐵液容易出現(xiàn)球化衰退,因此,,鐵液球化處理后要盡快澆注,,一般在處理后15min內(nèi)澆注完畢,不會(huì)有球化衰退問(wèn)題,。 4 結(jié) 語(yǔ)$ J# Q+ Y R. O
在生產(chǎn)中,,用Z14號(hào)生鐵作原材料,中頻感應(yīng)電爐熔化鐵水,,控制鐵水化學(xué)成分為:C3.5%~3.99%,,Si1.2%~1.5%,P<0.06%,,S<0.05%,。采用高度與直徑之比為2∶1的球化包,,把球化劑與孕育劑砸成10~20mm小塊,,球化劑按1.8%,孕育劑按0.9%比例,,向包內(nèi)先加球化劑,,再加孕育劑,最后在上面覆蓋干燥的鐵屑,。鐵水在爐中升溫到1480℃左右出鐵,,待反應(yīng)結(jié)束后10min內(nèi)澆注完畢。生產(chǎn)的φ530mm軋機(jī)用球墨鑄鐵梅花套管,,其化學(xué)成分為:C3.5%~3.8%,,Si2.2%~2.6%,Mn0.6%~0.8%,,S≤0.02%,,P<0.07%,,各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均達(dá)到較高要求,使用效果相當(dāng)理想,。使用1年后證明,,球墨鑄鐵本身具有高強(qiáng)度、耐磨,、抗熱疲勞等特性,,能完全起到軸聯(lián)接作用;能大大減小噪音,、改善工人勞動(dòng)環(huán)境,;當(dāng)過(guò)冷鋼等超負(fù)荷情況下,梅花套管能自動(dòng)破裂,,起到過(guò)載安全保護(hù)作用,;還能顯著延長(zhǎng)軋輥和梅花軸的使用壽命。同期相比,,軋輥消耗降低8%,,梅花軸消耗降低11%,連同設(shè)備維修工時(shí)減少而使同期產(chǎn)量的提高,,共取得經(jīng)濟(jì)效益近7萬(wàn)元,。AAA*球化劑:我國(guó)廣泛采用的球化劑是稀土鎂合金。鎂是重要的球化元素,,但它密度�,。�1.73g/cm3)、沸點(diǎn)低(1120℃),,若直接加入鐵液,,鎂將浮于液面并立即沸騰,這不僅使鎂的吸收率降低,,也不夠安全,。稀土元素包括鈰(Ce)、鑭(La),、鐿(Yb)和釔(Y)等十七種元素,。稀土的沸點(diǎn)高于鐵水溫度,故加入鐵水中沒(méi)有沸騰現(xiàn)象,,同時(shí),,稀土有著強(qiáng)烈的脫硫、去氣能力,,還能細(xì)化組織,、改善鑄造性能。但稀土的球化作用較鎂弱,,單純用稀土作球化劑時(shí),,石墨球不夠圓整,。稀土鎂合金(其中鎂、稀土含量均小于10%,,其余為硅和鐵)綜合了稀土和鎂的優(yōu)點(diǎn),,而且結(jié)合了我國(guó)的資源特點(diǎn),用它作球化劑作用平穩(wěn),、節(jié)約鎂的用量,,還能改善球鐵的質(zhì)量。球化劑的加入量一般為鐵水質(zhì)量的1.0%~1.6%,。
) Y+ {; g% w0 c0 Z1 ]! ^/ p. x孕育劑:促進(jìn)鑄鐵石墨化,,防止球化元素造成的白口傾向,使石墨球圓整,、細(xì)化,,改善球鐵的力學(xué)性能。常用的孕育劑為含硅75%的硅鐵,,加入量為鐵水質(zhì)量的0.4%~1.0%,。由于球化元素有較強(qiáng)的白口傾向,故球墨鑄鐵不適合鑄造薄壁小件,。: z1 V0 {) q% F4 t. F
球化處理:以沖入法最為普遍,,如圖1-50所示。將球化劑放在鐵液包的堤壩內(nèi),,上面鋪硅鐵粉和稻草灰,,以防球化劑上浮,并使其緩慢作用,。開(kāi)始時(shí),,先將鐵液包容量2/3左右的鐵液沖入包內(nèi),使球化劑與鐵液充分反應(yīng),。爾后,,將孕育劑放在沖天爐出鐵槽內(nèi),用剩余的1/3包鐵液將其沖入包內(nèi),,進(jìn)行孕育,。
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BBB*由于原鐵液含硫量較高,不可能達(dá)到<0 018%的要求,球化劑的加入量需考慮去硫耗鎂量。碳硫分析儀的快速測(cè)定,能及時(shí)提供原鐵液的含硫量,試驗(yàn)中原鐵液的含硫量在0 02%~0 03%,去硫耗鎂量在0 0076%上下波動(dòng),這在工藝上是可以接受的,。
2 `; x- q& @/ D+ }6 H3 I2 o3 a. s球化劑的用量直接影響殘余鎂量的多少。如果球化劑加入量過(guò)多,就會(huì)引起殘余鎂量過(guò)多,雖然不致于影響球化合格率(球徑大小仍屬正常),但是它會(huì)增加收縮,引起脆性,。同時(shí)由于原鐵液含錳量偏高,球化劑加入量過(guò)多,較易出現(xiàn)碳化物,白口傾向嚴(yán)重,導(dǎo)致球數(shù)合格率的下降;如果球化劑加入量過(guò)少,就會(huì)導(dǎo)致殘余鎂量不足,影響球化的合格率,球數(shù)合格率也會(huì)降低,。表1是在正常試驗(yàn)情況下的結(jié)果,并說(shuō)明如下:①球化劑加入量1 4%時(shí),由于殘余鎂量不足,出現(xiàn)蠕蟲(chóng)狀石墨;②加入量1 8%時(shí),由于殘余鎂量過(guò)多,出現(xiàn)碳化物,導(dǎo)致球數(shù)下降,不過(guò)二者球徑大小仍合乎要求;③球化合格率非球化率
* v8 X( [4 b: c4 p, D鑄鐵牌號(hào)表示方法 鑄鐵牌號(hào)表示方法
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鑄鐵牌號(hào)表示方法
: h# H, l9 T8 f4 f& o+ L' g# Y p1.* n! {. _' @1 X; S* n
1各種鑄鐵代號(hào)7 H; T+ H1 O5 Z
各種鑄鐵代號(hào),由表示該鑄鐵特征的漢語(yǔ)拼音字的第一個(gè)大寫(xiě)正體字母組成,,當(dāng)兩種鑄鐵名稱(chēng)的代號(hào)字母相同時(shí),,可在該大寫(xiě)正體字母后加小寫(xiě)正體字母來(lái)區(qū)別,,同一名稱(chēng)鑄鐵,需要細(xì)分時(shí),,取其細(xì)分特點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字第一個(gè)大寫(xiě)正體字母,,排列在后面。其代號(hào)見(jiàn)附錄A(補(bǔ)充件),。
U- T3 R% T* H2 G! o' a: y1.
" O. G" F$ d+ O C8 L0 \2元素符號(hào),、名義含量及機(jī)械性能/ Q2 C; Y c! K$ `' Q* `+ k
合金化元素符號(hào)用國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)表示,混合稀土元素符號(hào)用“R”表示,。含量及機(jī)械性能用含量,。6 d' X a7 m8 z3 Q5 w7 k3 H
1.2.1在牌號(hào)中常規(guī)碳、硅,、錳,、硫、磷元素,,一般不標(biāo)注,,有特殊作用時(shí),才標(biāo)注其元素符號(hào)及含量,。
t, i' }% j) J6 Y& q: n1.2.2合金化元素的含量大于或等于1%時(shí),,用整數(shù)表示,小于1%時(shí),,一般不標(biāo)注,,只有對(duì)該合金特性有較大影響時(shí),才予標(biāo)注,。; L7 t& ?) H1 g0 J
1.2.3合金化元素按其含量遞減次序排列,,含量相等時(shí)按元素符號(hào)的字母順序排列。
- L) _" l3 T, [% D2 u! S. k: t1.2.4牌號(hào)中含量的修約規(guī)則按GB1.1-81《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則
& A6 U0 {) A: w4 |) u3 _編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)的一般規(guī)定》附錄C,。
! ]8 e! Y' r6 X1 t. G% i1.2.5牌號(hào)中代號(hào)后面的一組數(shù)字,,表示抗拉強(qiáng)度值;有兩組數(shù)字時(shí),,第一組表示抗拉強(qiáng)度值,,第二組表示延伸率值,兩組數(shù)字間用“-”隔開(kāi),。
2 {. z+ W. j3 s# Z: M, p1.2.6當(dāng)牌號(hào)中標(biāo)注元素符號(hào)及含量還需標(biāo)注抗拉強(qiáng)度時(shí),,抗拉強(qiáng)度值置于元素符號(hào)及含量之后,之間用“-”隔開(kāi),。
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