做高強度灰鑄鐵鑄鐵平板需要注意收縮性的問題
2018年04月06日
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電爐熔煉(lian)：增碳技(ji)術(shu)的(de)應用是解決鐵(tie)液收縮(suo)的(de)關鍵(jian)技(ji)術(shu)。由于鐵(tie)液凝固(gu)過程中的(de)石(shi)(shi)墨(mo)析出產(chan)生石(shi)(shi)墨(mo)化(hua)膨(peng)脹(zhang)作用，良好的(de)石(shi)(shi)墨(mo)化(hua)會(hui)減少鐵(tie)液的(de)收縮(suo)傾向，因此，增碳技(ji)術(shu)是好的(de)工藝。
由于加(jia)入增碳劑提高(gao)了鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)石墨化能力，因此(ci)，采用全廢(fei)(fei)鋼(gang)熔煉(lian)加(jia)增碳劑的(de)工藝(yi)，鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)收縮傾向反而(er) 小(xiao)。這(zhe)(zhe)是(shi) 重要的(de)一(yi)個觀(guan)念轉變，傳統的(de)觀(guan)念是(shi)認(ren)為多加(jia)廢(fei)(fei)鋼(gang)會zengda鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)收縮傾向，這(zhe)(zhe)樣我們 容易走入一(yi)個誤(wu)區，不(bu)愿意多用廢(fei)(fei)鋼(gang)，而(er)喜(xi)歡多用一(yi)些生(sheng)鐵(tie)(tie)。
多(duo)用生鐵(tie)的(de)(de)缺點是(shi)：生鐵(tie)中有許多(duo)粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)過(guo)共晶石(shi)墨，這種粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)墨具有遺傳性，如(ru)果低溫熔煉，粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)墨難(nan)以xiaochu，粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)墨從液(ye)態(tai)遺傳到了(le)固態(tai)，使凝(ning)固過(guo)程中本來由于石(shi)墨析出應該產生的(de)(de)膨脹作用削弱(ruo)，因(yin)此使鐵(tie)液(ye)凝(ning)固過(guo)程中的(de)(de)收縮傾向zengda，粗(cu)(cu)大(da)(da)的(de)(de)石(shi)墨又然降低了(le)材料(liao)的(de)(de)性能。
(2)提高鑄鐵(tie)平板(ban)原鐵(tie)液的硅量，控制孕(yun)育
灰鑄(zhu)鐵(tie)中的硅(gui)一部分(fen)是(shi)原鐵(tie)液中的硅(gui)，一部分(fen)是(shi)孕育帶(dai)入的硅(gui)。
許多人喜(xi)歡(huan)原(yuan)(yuan)鐵(tie)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)低點，然(ran)后用(yong)很大(da)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)量(liang)(liang)孕(yun)育(yu)(yu)，這種(zhong)做(zuo)法(fa)并不(bu)科學：大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)是(shi)不(bu)可取的(de)(de)(de)(de)，這會zengda收縮(suo)傾向(xiang)。孕(yun)育(yu)(yu)是(shi)為(wei)了(le)增加(jia)結晶核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)數量(liang)(liang)，cujin石墨化(hua)，少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)（0.2～0.4） 可以(yi)達到這個目的(de)(de)(de)(de)。從工藝(yi)控制來說(shuo)，孕(yun)育(yu)(yu)量(liang)(liang)應該相(xiang)應穩定(ding)，不(bu)能有(you)過(guo)大(da)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)。這 要求(qiu)原(yuan)(yuan)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)也要相(xiang)應穩定(ding)。提高(gao)原(yuan)(yuan)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)，既可以(yi)減(jian)少白口和(he)收縮(suo)傾向(xiang)，又(you)能發(fa)揮硅(gui)(gui)固溶強化(hua)基體(ti)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)，性(xing)能反而(er)不(bu)降低。目前(qian)比較(jiao)科學的(de)(de)(de)(de)做(zuo)法(fa)是(shi)提高(gao)灰鑄(zhu)鐵(tie)原(yuan)(yuan)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)含(han)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)，孕(yun)育(yu)(yu)量(liang)(liang)控制在0.3左右，這樣可以(yi)發(fa)揮硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)固溶強化(hua)作用(yong)，對(dui)提高(gao)強度有(you)利，也對(dui)減(jian)少鑄(zhu)件收縮(suo)有(you)利 。
（3）合(he)金化(hua)的(de)方法對鑄(zhu)鐵(tie)平板鐵(tie)液(ye)收縮有很大影響
合金化能(neng)youxiao提高鑄鐵的性(xing)能(neng)，我(wo)們常用的合金元素是鉻、鉬、銅、錫、鎳。
鉻(ge)(ge)(ge)：鉻(ge)(ge)(ge)能(neng)youxiao地提(ti)(ti)高灰鑄鐵(tie)的(de)性(xing)能(neng)，隨著加(jia)(jia)入(ru)(ru)量(liang)的(de)增加(jia)(jia)，性(xing)能(neng)會(hui)一直提(ti)(ti)高。鉻(ge)(ge)(ge)的(de)白(bai)口傾(qing)(qing)向比(bi)較大(da)，這是大(da)家(jia)顧忌(ji)的(de)問題。加(jia)(jia)入(ru)(ru)量(liang)太大(da)，會(hui)出(chu)現碳化物。至于鉻(ge)(ge)(ge)量(liang)的(de)上(shang)限如(ru)(ru)何控制(zhi)，不同的(de)加(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)工(gong)藝(yi)，上(shang)限有(you)所不同，如(ru)(ru)果鉻(ge)(ge)(ge)加(jia)(jia)入(ru)(ru)到原鐵(tie)液中(zhong)，其上(shang)限不要(yao)超(chao)過0.35，提(ti)(ti)高原鐵(tie)液中(zhong)的(de)鉻(ge)(ge)(ge)量(liang)會(hui)使鐵(tie)液白(bai)口傾(qing)(qing)向和收縮傾(qing)(qing)向加(jia)(jia)大(da)， 有(you)害(hai)。
另一種加鉻的工(gong)(gong)藝不是(shi)(shi)(shi)提高(gao) 原鐵液鉻是(shi)(shi)(shi)，而是(shi)(shi)(shi)將鉻加入(ru)(ru)(ru)到鐵液包中，用沖(chong)入(ru)(ru)(ru)法沖(chong)入(ru)(ru)(ru)，這種工(gong)(gong)藝會大大減(jian)少鐵液的白(bai)口(kou)和收(shou)縮傾向，同(tong)前一種工(gong)(gong)藝相比，同(tong)樣的鉻量，白(bai)口(kou)和收(shou)縮傾向會減(jian)少一半以(yi)上(shang)，這種加鉻方式，鉻的上(shang)限可以(yi)控(kong)制到0.45。
鉬(mu)：鉬(mu)的(de) 性與鉻 相似，不再作具體描(miao)述。由于鉬(mu)的(de)價格昂貴，加(jia)(jia)鉬(mu)會大幅度增(zeng)加(jia)(jia)成本。因此，應(ying)盡可能少(shao)加(jia)(jia)鉬(mu)，多加(jia)(jia)一些鉻。
用沖(chong)入法(fa)加鉻、加鉬是減(jian)少(shao)合金(jin)化收縮的youxiao措(cuo)施。
（4）鑄鐵平板（鑄鐵平臺）鐵液澆注溫度對收縮(suo)的影響
溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)高(gao)鐵液收(shou)縮傾向大(da)(da)，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)大(da)(da)家都有的(de)(de)(de)經驗。要(yao)控(kong)制澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)在(zai)合理的(de)(de)(de)范(fan)圍內是(shi)(shi)(shi) 重要(yao)的(de)(de)(de)，澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)如果高(gao)于工藝規定的(de)(de)(de)合理的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)20～30℃，收(shou)縮傾向 會大(da)(da)幅增(zeng)加。生產中要(yao)注(zhu)意這(zhe)樣一(yi)(yi)種現(xian)象，沒有自(zi)動保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)功能的(de)(de)(de)電爐，可能會使鐵液溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)升高(gao)，一(yi)(yi)包(bao)(bao)鐵液的(de)(de)(de)澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)會低一(yi)(yi)些，隨后溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)會越來(lai)越高(gao)，如果不(bu)加以(yi)控(kong)制， 有可能產生收(shou)縮廢(fei)品。生產中一(yi)(yi)包(bao)(bao)鐵液要(yao)燙(tang)包(bao)(bao)，燙(tang)好的(de)(de)(de)包(bao)(bao)再用，而且一(yi)(yi)包(bao)(bao)鐵液澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)要(yao)控(kong)制在(zai)下限，不(bu)要(yao)在(zai)上限，防(fang)止溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)不(bu)斷升高(gao)。電爐熔煉控(kong)制好澆(jiao)注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)，是(shi)(shi)(shi)防(fang)止鑄件(jian)產生收(shou)縮廢(fei)品的(de)(de)(de)關(guan)鍵措施(shi)。
（5）鐵液氧(yang)化傾向(xiang)不容(rong)忽略：氧(yang)化大，收(shou)縮大。
鐵(tie)液(ye)氧(yang)(yang)化(hua)傾向大是 有害的(de)，也(ye)會zengda收(shou)縮(suo)(suo)傾向。為了降(jiang)(jiang)低(di)鐵(tie)液(ye)氧(yang)(yang)化(hua)，沖天(tian)爐(lu)熔(rong)(rong)(rong)煉 要(yao)實(shi)現快速(su)熔(rong)(rong)(rong)煉。現在國外的(de)電(dian)爐(lu)熔(rong)(rong)(rong)煉技術(shu)可以(yi)做到加(jia)入的(de)鐵(tie)料在幾分鐘內快速(su)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，大大縮(suo)(suo)短(duan)了鐵(tie)料在高溫氧(yang)(yang)化(hua)階段的(de)時(shi)間，氧(yang)(yang)化(hua)傾向大幅降(jiang)(jiang)低(di)，同時(shi)由于電(dian)爐(lu)增碳技術(shu)的(de)應用，使鐵(tie)液(ye)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)進(jin)一步降(jiang)(jiang)低(di)，所(suo)以(yi)電(dian)爐(lu)熔(rong)(rong)(rong)煉也(ye)可以(yi)生(sheng)產(chan)出低(di)氧(yang)(yang)化(hua)、低(di)收(shou)縮(suo)(suo)的(de)鐵(tie)液(ye)。只要(yao)嚴格控制好澆注(zhu)溫度，用電(dian)爐(lu)熔(rong)(rong)(rong)煉生(sheng)產(chan)復雜的(de)缸(gang)體、缸(gang)蓋鑄件也(ye)很有優(you)勢。
