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$ e8 Y" t( O8 U7 I球墨鑄鐵生產(chǎn)工藝
1 設(shè)備選擇1 e7 F9 Z; _/ o
# o+ F- _; W* s' ]1 r( V S
1.1 熔煉設(shè)備選擇
0 H, C! d+ E$ Y: h5 z5 i- V/ U 熔煉設(shè)備的選用首先是在滿足生產(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,、磷問題,使鐵水中P不大于0.07%,、S不大于0.05%,。6 G; S8 Q$ `/ \3 n. u
1.2 球化包的確定
4 N r1 z- o! I. Q: f 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。
6 E: N2 o( ] |' `! a- D+ }% ?2 V7 E" A. |! y' _( A
2 原材料選擇% T( k2 U: c, L/ H
( H* _/ j- p/ u- M0 S' e2.1 爐料選擇
/ G5 R1 \% B- }. T* t 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%,。
& B. A2 }1 o& K+ W. E2.2 球化劑的選擇
1 X8 D% n \( D+ q( | 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),,因溫度相對較高,,所用球化劑的化學(xué)成分見表1。 表1 球化劑FeSiMg8Re7化學(xué)成分1 x& `) Q$ F8 D. g
項(xiàng)目 出鐵溫度 . V9 o- K* y( ?3 \3 b6 j! C+ d
/℃
" J# W" E- z7 c3 i: \9 G- U
4 K1 ]9 T7 Q+ C! ?, q( E' h8 JS % 球化劑成分/%
, d; n% J7 y# S& N1 u# g; g0 v5 X
Mg
6 `) c7 Z% i# {7 PRe
6 m1 ?7 P# B; f1 A' w4 q8 J5 JSi
( M& E1 s' g" L! r) J電爐 1420~1480
% @ P" M$ O; X; g≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0
' g9 w- W5 L. S6 ]5 X0 x
5 I8 M' {3 A0 ~. ]7 s/ S9 S3 爐前控制
( I7 K8 P5 L; H; A- Z, z
+ |: k& s" ^/ v' a# w7 N3.1 化學(xué)成分選擇
" O2 L! Q8 l; u4 N 球鐵原鐵液應(yīng)高碳,、低硅,、低硫、低磷,�,?刂坪昧虻暮浚巧a(chǎn)球鐵的一個(gè)重要條件,。幾種牌號的球鐵的化學(xué)成分見表2,。5 U# a/ v2 v# s; j5 v& H& [
3.2 球化和孕育處理 L/ l( v9 z- i
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,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,,鎂吸收率
x. Y9 \ f8 n8 {/ T$ h. M 表2 球鐵化學(xué)成分 %6 b2 y" S7 Y+ c2 A4 d
牌 號 C Si Mn S P
& N3 z- U! |/ B4 n% UQT400~18
& j/ C9 T$ e6 F* ~球化前
4 e( a! q* G: ^2 L) x * Z" t2 @% w+ u2 M- Y1 C0 }
球化后
) v2 }! F; X4 E5 X6 g
+ j3 {% t$ x( `$ c* y( ^- D3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
8 K+ X" f- N7 n/ l& Q3.5~4.0 2.6~3.2
. I* A" i% w! z. j) `0 |6 ~1 d≤0.020 G) w" t6 u+ p, f2 g7 L
$ J, G; P( a- H l w' H6 k& d
QT450~10
% \$ }- X% Q c. W6 b' S球化前 4 i$ S* G1 S% k4 V
球化后! T7 {+ E8 C, D2 }
: T" p# v" {1 P' N2 P" A3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
! N9 r, C* o' n5 l/ m+ U: r3.5~3.9 2.5~3.0
" Q7 k! |3 y; I≤0.02
4 o: Y# R) L; n' @# b( [5 j' I
* ~( B& ^/ Y: ~; C/ UQT600~3
& B2 V9 i& F8 \# x' s6 @1 ^球化前 6 \" \ k. k [: o3 q0 H, v3 @/ F( Z4 l
球化后
2 G, {( M4 A% H% ?( W, w# c0 {( c/ G4 |2 C- C4 G
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
6 I" J W% }4 S# A/ N. ~3.5~3.8 2.2~2.6- t6 `5 E$ V2 r, D& V/ `
≤0.02
( I+ x, ^- ^$ `& O" s7 n3 k( J/ N- I$ b* S# P$ d$ z/ m- e3 @; T; j
QT700~2
8 t/ B% ~/ e! S/ o% p0 S球化前 * \- H+ b" {: }2 [! I Y4 n. Q$ c/ x
球化后
6 M5 ]9 x8 H' g. P Z6 C3 k% D1 d, K
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 - _( Q3 [7 z4 H4 D9 Q. }% m8 ^
3.5~3.8 2.1~2.5- L9 N9 v% p9 b% t
≤0.02( M O7 G4 D/ h& _) q" r
; ?1 ~- j. d9 j8 J
9 s m& a. p$ U0 k( A6 G& k1 t
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,。0 h/ U" e7 n0 J
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,,過早加入會使其粘結(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,,一般多采用操作簡便的沖入法處理球鐵,。9 ]; C6 _( v2 S5 M
3.3 球化效果爐前檢驗(yàn)
% E5 O7 |" J; z. w0 ^ 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,。
2 p7 S) m7 X- K) d3.4 澆注& N- u# h r) A8 x/ k2 `
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,,不會有球化衰退問題,。 4 結(jié) 語
& G6 \# S& O& V3 E' H' }! u 在生產(chǎn)中,,用Z14號生鐵作原材料,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)過冷鋼等超負(fù)荷情況下,,梅花套管能自動(dòng)破裂,起到過載安全保護(hù)作用,;還能顯著延長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7萬元,。AAA*球化劑:我國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%。
# s; ^# h$ Z9 E% i# V3 C% z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。
& F3 u7 @ [: z6 {3 {% q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,。4 z1 N4 h1 t# w; p) ~/ L+ `" W
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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。
1 \! l& G7 V7 A4 Y; ~& q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多,就會引起殘余鎂量過多,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少,就會導(dǎo)致殘余鎂量不足,影響球化的合格率,球數(shù)合格率也會降低。表1是在正常試驗(yàn)情況下的結(jié)果,并說明如下:①球化劑加入量1 4%時(shí),由于殘余鎂量不足,出現(xiàn)蠕蟲狀石墨;②加入量1 8%時(shí),由于殘余鎂量過多,出現(xiàn)碳化物,導(dǎo)致球數(shù)下降,不過二者球徑大小仍合乎要求;③球化合格率非球化率
* W7 x3 T' R& `1 g2 m鑄鐵牌號表示方法 鑄鐵牌號表示方法
) F# {3 W5 T# G4 ]+ w/ m1.+ t3 c3 P" e- G: M0 n" d& I
鑄鐵牌號表示方法 Y! m0 j N) h* Y
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# {1 Y! g- _( P. R1各種鑄鐵代號
, q1 C* e- q. G* J) I V1 D- g各種鑄鐵代號,,由表示該鑄鐵特征的漢語拼音字的第一個(gè)大寫正體字母組成,,當(dāng)兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時(shí),可在該大寫正體字母后加小寫正體字母來區(qū)別,,同一名稱鑄鐵,,需要細(xì)分時(shí),取其細(xì)分特點(diǎn)的漢語拼音字第一個(gè)大寫正體字母,,排列在后面,。其代號見附錄A(補(bǔ)充件)。9 \9 h5 {3 e5 V$ m4 x. _8 [
1.
9 L2 `6 }# s0 n# }' o/ \( n2 [* x2元素符號,、名義含量及機(jī)械性能1 \$ I* T1 M9 l3 f/ g$ O7 l
合金化元素符號用國際化學(xué)元素符號表示,,混合稀土元素符號用“R”表示。含量及機(jī)械性能用含量,。, ?# u/ @: N* X5 I& I7 g; H# a; u
1.2.1在牌號中常規(guī)碳,、硅、錳,、硫,、磷元素,一般不標(biāo)注,,有特殊作用時(shí),,才標(biāo)注其元素符號及含量。
6 E: \3 u% z% L- h S1.2.2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,,只有對該合金特性有較大影響時(shí),,才予標(biāo)注。
* R9 ]/ M! Y5 @; }" Z, _1.2.3合金化元素按其含量遞減次序排列,,含量相等時(shí)按元素符號的字母順序排列,。
8 M- Q5 Q8 |7 w e5 g5 p/ x7 ?1.2.4牌號中含量的修約規(guī)則按GB1.1-81《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則# G9 K1 ^0 V8 m; h3 q
編寫標(biāo)準(zhǔn)的一般規(guī)定》附錄C。* A; K/ B0 E2 v( Y% S' o/ F
1.2.5牌號中代號后面的一組數(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,。
3 S6 H [- Y, H% M1.2.6當(dāng)牌號中標(biāo)注元素符號及含量還需標(biāo)注抗拉強(qiáng)度時(shí),抗拉強(qiáng)度值置于元素符號及含量之后,,之間用“-”隔開,。3 L1 {# ?9 O+ q( f- r w
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