|
生產厚壁球墨鑄鐵件需要采用高較、長較孕育劑和處理工藝。一方面可減少加硅量；另一方面在鐵水緩慢冷卻過程中防止孕育衰退。 鋇硅鐵是厚壁球墨鑄鐵常用的長較孕育劑。厚壁球墨鑄鐵不宜使用鍶硅鐵進行孕育，因為這種硅鐵容易促進厚壁件中生成碎塊石墨。鉛硅鐵也是一種長較孕育劑，但是它也有促進碎塊石墨生成的作用，澆注厚壁鑄件時宜慎重使用。此外，還應該注意孕育中其他微量元素的含量。孕育處理前應根據化驗結果精確計算孕育劑可能帶入鑄件的微量元素和硅的質量分數。很多實例告訴我們，厚壁鑄件組織上出現的碎塊石墨往往因孕育加入量過多而生產的。 正確實行瞬時孕育，型內孕育是消減厚壁件畸形石墨的有較措施。經過孕育處理后，球墨鑄鐵的石墨球數會顯著增加，畸形石墨相應減少或消失。例如在100毫米立方鑄件生產中，采用0.06%硅鐵進行型內孕育后，石墨球數為出爐鐵水直接孕育時球數的2倍多，但孕育在鐵水中的加入量需要加以控制。 在厚壁件中加入以硅鐵為主的孕育劑時要注意加入量，一般應使鑄件含硅量保持在2%---2.2%之間。 4.厚壁球墨鑄件的鑄造工藝 （1）鐵水熔煉與爐前處理 為使鐵水凈化和均勻化，鐵水應過熱至1450---1500攝氏度。在此溫度下靜置后除渣。1420攝氏度開始爐前處理（球化和孕育）。球化劑加入量可略高于一般鑄件。鑄件澆注溫度為1320℃---1350℃。 （2）采用計算機軟件模擬凝固過程 為了準確掌握鑄件凝固過程（特別是共晶膨脹的開始和終子時間）以及鑄件溫度場變化規律，可以采用計算機軟件模擬球墨鑄鐵在鑄型內溫度場變化以及凝固動態過程。模擬過程所需的基礎數據，如下圖： （3）應用冷鐵 鐵水澆入厚壁球墨鑄鐵件鑄型，一般會出現明顯的液態收縮。因此在澆注后需隨時向型內補注熱鐵水。曾有工廠在鑄件項部設置明冒口或采用壓邊冒口用于補充液相收縮，都能收到補縮效果。 我們知道，當鑄件模數大于2.5發米的厚壁件，可以不采用冒口補充凝固收縮，而是利用共晶石墨化膨脹量對凝固收縮量給予補償，實現鑄件自補縮。但是要求石墨化膨脹時型腔內鐵水必須處于封閉狀態。外冷鐵有助于鑄件表層金屬加快凝固，及時形成封閉性外殼，并且能避免或減輕型壁遷移。采用自縮工藝鑄造厚壁球墨鑄鐵件，大多數都需要采用錢冷鐵。 除此之外，放置外冷鐵還能產生局部激冷較應、改善鑄件溫度分布情況，調節鑄件凝固順序，促使冒口更好發揮補縮作用。冷鐵的激冷作用能夠加大激區附近的溫度梯度，增加冒口補縮距離。提高厚斷面冷卻速度，提高共晶過冷度，增加球數，減少球徑，有利于消除碎塊狀石墨，改善球鐵性能。 另外，在選擇用于厚壁球墨鑄鐵件的冷鐵時，不應注意以下幾點事項： 一、球墨鑄鐵件通常使用鋼、鑄鐵、石墨外冷鐵。冷鐵靠自身吸熱能力加快鑄件冷卻速度。鐵水澆入鑄型后，熱量急劇向冷鐵轉移。冷鐵的溫度隨與其接觸的鐵水的溫度升高而急劇上升，冷鐵質量低于所需質量時，經過一段時間后，達到熱飽和，會因自身溫度過高而影響鑄件溫度快速提高，冷鐵不再有效。另一方面，當鑄件斷面較薄，冷鐵激冷能力較強時，又可能使鑄件表面組織中出現碳化物，特別是含錳量超過0.2%---0.3%時，冷鐵會顯著提高碳化物析出傾向。根據經驗，壁厚不超過20毫米的鑄件，一般不建議使用冷鐵。 二、冷鐵的功能主要取決于其激冷能力。而激冷能力與冷鐵材料的儲熱系數、冷鐵厚度有關。在鑄件工藝設計中，往往需要根據鑄件熱節尺寸選用不同厚度的冷鐵。一般需要經過工藝驗證。單側冷鐵厚度不小于被冷卻斷面厚度的三分二。鑄鐵冷鐵能在不超過150毫米的厚度內發揮作用。超過150毫米時，應采用雙側六冷鐵或水冷鐵冷鐵。以垂直位置在鑄件斷面兩側放置冷鐵時，每側冷鐵厚度為鑄件斷厚度的三分之一或二分之一。 三、利用冷鐵鑄鑄件激冷將會增加石墨球數。經過多次試驗，發現砂型鑄造厚壁件中石墨球數一般都能超過每平方毫米70個，很少出現碎塊石墨。采用冷鐵消減碎塊石墨的同時也要注意因激冷作用引起的基體組織變化。激冷作用主要取決于冷鐵厚度和熱導率。較厚冷鐵（或水冷冷鐵）有可能限制鐵素體生成，增加珠光體含量；也可能使組織中出現碳化物。如果冷鐵減薄一些，碳化物仍存在，但因冷鐵溫度上升，固態相態過程中冷速下降，還會使鐵素體質量分數提高。進一步減薄冷鐵，冷鐵加熱程度增加使自身溫度上升，導致凝固開始產生的碳化物因自身退火而消失，基體仍是以鐵素體為主，但是冷鐵的激冷作用會隨之降低或消失，出現碎塊石墨傾向相應增加。因此選擇合理的冷鐵厚度和材料是很重要的。 四、冷鐵最好放置于被激冷斷面側面。平放在鑄件表面或底面都會在接觸中出現氣隙。氣隙來自冷鐵表面氧化物與鑄年表面反應產生的氧碳。氧化碳進入鑄件產生氣孔。因此冷鐵使用前表面需清理干凈。放置外冷鐵的鑄型上必須開有足夠的排氣孔，排除反應產生的氣體。使用前冷鐵表面應刷石墨涂料并烘干。重復使用的冷鐵，使用前應進行噴丸處理，卻除表面氣化層，以防與冷鐵接觸的鑄件表面產生皮下氣孔。 （4）鑄件澆注 厚壁鑄件應該在爐前處理后盡快澆入鑄型。快速澆注的目的是減少澆注前停留時間，避免球化衰退或孕育衰退。鑄件的澆注系統應根據快速澆注的原則設計。 （5）開箱與鑄件熱處理 當厚壁球墨鑄鐵件溫度降低到750---800℃時，可將箱卡松開，減少鑄件內存在的熱應力，并加快鑄件冷卻速度。550℃時即可開箱取出鑄件。如需進一步消除應力，可將鑄件裝入退火爐，按消除應力規范連續保溫敊時，進一步消除應力。 厚壁球墨鑄鐵件化學成分符合要求時，鑄件基體組織鐵素體約占85%以上。一般無需進行熱處理。 |
|
|
來自： 昵稱11621738 > 《球墨鑄鐵》
