鑄鐵平臺從配料到孕育處理熔煉過程要注意哪些
2019年04月19日
新聞詳情
鑄鐵平臺配料與熔煉
1.1增碳劑(ji)加廢鋼生(sheng)產合成鑄鐵
鑄鐵(tie)(tie)的(de)(de)組織和性(xing)能很大程(cheng)度上取決于原(yuan)材料(liao)的(de)(de)微觀組織和質(zhi)量(liang)。生鐵(tie)(tie)中存在(zai)(zai)具有遺(yi)傳(chuan)性(xing)的(de)(de)粗(cu)大的(de)(de)過(guo)共晶石(shi)墨(mo)，在(zai)(zai)熔化過(guo)程(cheng)中難以完(wan)全xiaochu，使(shi)凝固過(guo)程(cheng)中產(chan)生的(de)(de)石(shi)墨(mo)化膨脹作(zuo)(zuo)用(yong)削弱，鑄鐵(tie)(tie)平臺鑄件的(de)(de)致密性(xing)降低，鐵(tie)(tie)液收縮傾(qing)向(xiang)zengda，同時粗(cu)大的(de)(de)石(shi)墨(mo)還加大對基體(ti)的(de)(de)割裂作(zuo)(zuo)用(yong)，降低材料(liao)的(de)(de)性(xing)能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄鐵平臺,鑄鐵平板鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得 的力學性能。
(1)采用未(wei)經過(guo)高溫石(shi)墨(mo)化(hua)的(de)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)，這(zhe)種(zhong)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)中(zhong)(zhong)雜質(zhi)多(duo)，灰分(fen)多(duo)，并且(qie)需(xu)要較長的(de)時間才能(neng)擴散(san)到鐵液中(zhong)(zhong)。如果(guo)熔煉時間短， 會出(chu)現假增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)的(de)效果(guo)，即爐(lu)內鐵液的(de)上部分(fen)碳(tan)(tan)含量(liang)在范圍內，下(xia)部分(fen)碳(tan)(tan)含量(liang)低于范圍，這(zhe)種(zhong)鐵液澆注鑄鐵平臺鑄件，很容易出(chu)現縮松(song)。經過(guo)高溫石(shi)墨(mo)化(hua)處理(li)的(de)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)，碳(tan)(tan)原子從(cong)原來的(de)無(wu)序(xu)排列狀(zhuang)態(tai)過(guo)渡(du)到片狀(zhuang)石(shi)墨(mo)的(de)有序(xu)排列狀(zhuang)態(tai)，片狀(zhuang)石(shi)墨(mo)才能(neng)成為石(shi)墨(mo)形核的(de)好核心，從(cong)而cujin石(shi)墨(mo)化(hua)。
(2)未(wei)經(jing)過高溫(wen)石墨化(hua)的(de)增碳(tan)劑含有較高的(de)氮和硫(liu)，會使(shi)(shi)鐵(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)氮的(de)含量增加(jia)，生產合成鑄鐵(tie)時(shi)加(jia)入大(da)量廢(fei)鋼，廢(fei)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)也含有大(da)量的(de)氮，使(shi)(shi)鐵(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)氮含量升高，當(dang)鐵(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)氮的(de)含量超過0.01，有可(ke)能導致形(xing)成氮氣孔缺陷，尤(you)其是(shi)當(dang)氮含量超過0.014時(shi) 甚。
碳化(hua)硅的使用
鑄(zhu)鐵熔煉時加(jia)入碳(tan)化硅，對(dui)(dui)于(yu)灰鑄(zhu)鐵，由于(yu)非平衡(heng)石(shi)(shi)墨的(de)預(yu)孕育作用，可以提高共晶團大量形成(cheng)與生長的(de)溫(wen)度(du)(du)（減小相(xiang)對(dui)(dui)過冷度(du)(du)），有利于(yu)形成(cheng)A型石(shi)(shi)墨；還可以因(yin)晶核數量增多，使片狀石(shi)(shi)墨細小，提高石(shi)(shi)墨化程度(du)(du)減少白口傾向，從而(er)提高力學性能。
在(zai)灰鐵、球(qiu)鐵和(he)可鍛鑄鐵方面，都是通過SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個反應，用SiC來降低FeO和(he)MnO在(zai)渣中(zhong)的含(han)量，從而(er)凈化(hua)鐵液。
由于碳(tan)化硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)熔(rong)點較高，加(jia)入(ru)碳(tan)化硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間是(shi)關鍵(jian)，如果加(jia)入(ru)太晚(wan)，碳(tan)化硅(gui)(gui)未(wei)全部進行熔(rong)解擴(kuo)散，其中(zhong)未(wei)熔(rong)融的(de)(de)(de)碳(tan)化硅(gui)(gui)會(hui)以(yi)顆(ke)粒狀(zhuang)的(de)(de)(de)形態(tai)存在于鐵液(ye)中(zhong)，在鐵液(ye)澆(jiao)注后(hou)反(fan)而會(hui)形成渣眼(yan)；如果加(jia)入(ru)時(shi)(shi)間太長，鐵液(ye)經過長時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)熔(rong)煉(lian)后(hou)，碳(tan)化硅(gui)(gui)所(suo)形成的(de)(de)(de)形核也會(hui)慢慢消失，只能(neng)起(qi)到簡單的(de)(de)(de)增硅(gui)(gui)作(zuo)用(yong)。因此(ci)建議，碳(tan)化硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)加(jia)入(ru)時(shi)(shi)間好(hao)是(shi)在中(zhong)頻爐(lu)(lu)(lu)熔(rong)融1/3爐(lu)(lu)(lu)料時(shi)(shi)，并且爐(lu)(lu)(lu)料已經化清時(shi)(shi)加(jia)入(ru)，伴隨著鐵液(ye)的(de)(de)(de)攪拌(ban)作(zuo)用(yong)，碳(tan)化硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)擴(kuo)散效果會(hui) 。
鑄鐵(tie)平臺(tai)鐵(tie)液的過熱(re)和高(gao)溫靜置
在一定(ding)范(fan)圍內提高鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)溫度(du)，延長高溫靜置的(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)，都會導致(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)石墨及基體組織的(de)細化(hua)(hua)，使鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)平臺強(qiang)度(du)提高；另(ling)外，高溫鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)在一定(ding)的(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)下靜置，由于氧化(hua)(hua)渣的(de)密度(du)比(bi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)密度(du)小(xiao)，鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)中的(de)氧化(hua)(hua)渣隨(sui)著鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)翻滾，會浮到鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)表面(mian)，通過(guo)(guo)(guo)(guo)出爐前扒渣處理，可以減少鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)中的(de)氧化(hua)(hua)渣，凈化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)。但過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)溫度(du)過(guo)(guo)(guo)(guo)高，以及過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)時(shi)間(jian)(jian)(jian)過(guo)(guo)(guo)(guo)長，鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)中的(de)核心 會消失(shi)，zengda原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)白口傾向。我公司(si)嚴格實施鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)工(gong)藝，經過(guo)(guo)(guo)(guo)長時(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)探索和(he)經驗總結，認為(wei)感應(ying)電爐中，鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)溫度(du)控制(zhi)在1500℃-1530℃，過(guo)(guo)(guo)(guo)熱(re)時(shi)間(jian)(jian)(jian)為(wei)5分(fen)鐘(zhong)-10分(fen)鐘(zhong)為(wei)佳，此時(shi)澆(jiao)注的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件石墨細小(xiao)，組織致(zhi)密。
鑄鐵平(ping)臺孕育處理的(de)目的(de)是增加形核核心、cujin石墨化、降低白口傾向。
2.1出爐孕育
出(chu)(chu)爐孕(yun)育(yu)是鐵水出(chu)(chu)至(zhi)轉運(yun)包(bao)1/4時隨流沖入硅鋯孕(yun)育(yu)劑(ji)。鋯在(zai)鐵液(ye)中能生成ZrC、Al3Zr、ZrN，增(zeng)加析出(chu)(chu)和細化奧氏體(ti)枝晶，增(zeng)加石(shi)墨結(jie)晶核心cujin鐵液(ye)石(shi)墨化，cujin穩定獲得鐵素體(ti)基體(ti)，提(ti)高鑄鐵的(de)強(qiang)度。
2.2隨流孕育(yu)
孕(yun)(yun)育(yu)(yu)衰(shuai)退(tui)是孕(yun)(yun)育(yu)(yu)處理(li)過程不(bu)容忽視的問題，相(xiang)比出爐孕(yun)(yun)育(yu)(yu)，隨(sui)流孕(yun)(yun)育(yu)(yu)鐵(tie)液溫度較低且(qie)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)時間延后，從(cong)而明顯減(jian)少孕(yun)(yun)育(yu)(yu)衰(shuai)退(tui)現象，提高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)效果。對于致密性要(yao)求高(gao)的發動機缸體(ti)缸蓋灰鑄鐵(tie)鑄件(jian)，一般選擇0.05-0.1的硅(gui)(gui)鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)。硅(gui)(gui)鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑(ji)能夠youxiaocujin共晶(jing)石(shi)墨(mo)化(hua)、減(jian)少鐵(tie)液的白(bai)口，但(dan)不(bu)增加共晶(jing)團數，不(bu)增加鐵(tie)液的縮松傾(qing)向，對降低鑄件(jian)滲漏具有 的作(zuo)用。
結論：
3.1冶(ye)金(jin)質(zhi)量是生產鑄鐵平臺(tai)的根本保障，形核核心是衡量冶(ye)金(jin)質(zhi)量的重要(yao)指標。
3.2感應電(dian)爐中加入一定量的(de)碳化硅作為預處理劑(ji)，增(zeng)加鐵液中的(de)形核(he)(he)核(he)(he)心，降低白口傾向，并且能減少鐵液中的(de)氧化渣，起到凈化鐵液的(de)作用。
3.3生產(chan)合成(cheng)鑄鐵時，一定要選用(yong)經過高溫石墨化的(de)增碳劑，并對廢鋼的(de)來(lai)源進行嚴格(ge)管控。
3.4大(da)量使(shi)用廢(fei)鋼，通過(guo)增碳工藝生(sheng)(sheng)產合成鑄(zhu)鐵時(shi)，容易產生(sheng)(sheng)氮氣孔(kong)，可(ke)以(yi)通過(guo)選用硅(gui)鋯孕育劑來xiaochu氮氣孔(kong)的風險。
3.5出爐補碳工藝，不僅能(neng)穩定爐后碳的(de)成分， 重要的(de)是起到一定的(de)孕育作用，增加了(le)鐵液(ye)中的石墨核心，降低鐵液的白(bai)口傾向。
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