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2 E& \4 _7 I7 e' g) C
! E$ t# @! A2 q7 Z' G9 F# v球墨铸铁生产工艺
1 设备选择- |, k5 f" r+ O
k9 E) ~1 ~( O+ B) i9 b
1.1 熔炼设备选择/ j7 N$ M8 g: R1 C2 e$ ~8 N9 ]% q
熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。感应电炉的优点是：加热速度快，炉子的热效率较高，氧化烧损较轻，吸收气体较少。因此，用中频电炉熔炼，可避免增硫、磷问题，使铁水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。
3 S0 ?8 f4 e& _0 A5 |% A5 b- ~1.2 球化包的确定
# v: [8 U$ u, _1 n4 J: x- E' k2 f 为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果，球化处理包应比一般铁液包深。球化包的高度与直径之比确定为2:1。
( w3 [/ q' P4 U! c( {: e2 u
- x# p3 Z" H' q+ |- L2 m2 原材料选择
/ R, R; }% i" {7 w+ y" R& v) a/ \- u- O9 k4 ?
2.1 炉料选择) v8 G5 r% [4 a7 Z5 |
球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，S≤0.04％。
5 A; v3 V; c m& V$ `# [0 d6 C9 H2.2 球化剂的选择3 m) @6 |5 l7 ^/ G
球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。 表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分' b f6 n1 O) u% F8 d$ \
项目 出铁温度
, K/ R# ^" k* g' R4 U/℃7 f9 V7 L3 P9 m2 I
: N- W, X" r7 ^S % 球化剂成分/%) m2 Y8 D6 c+ B" @4 l$ f/ K
% T: s) ]. |3 k5 Y7 Y5 o$ s, i
Mg4 Z/ v- C, S- ^' v% b2 }
Re
! |0 Z( J" R& ]9 `% W( b! ESi 7 T& u2 \; f% Z8 j5 B
电炉 1420~1480
; P- ~- O7 f6 r; L≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0
* I1 k3 W" ] q/ i/ e+ |4 A; H' p
! [5 e) s$ r/ R* w: E/ R3 I3 炉前控制
6 T1 ^6 n3 {6 o: ^: l' W$ ^+ A# | ?& Q& T
3.1 化学成分选择
) X: w6 r) T- H! h$ y 球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。?0 Y' U, |, T4 C' J8 B& u
3.2 球化和孕育处理
+ X. W1 g+ M) S+ H" A! x8 W8 U 球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较长，则应适量多加。球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率
( u3 o, @3 W! v% u6 @* O- E& T 表2 球铁化学成分 ％
1 U) i& m! r0 I& Z牌 号 C Si Mn S P
0 \" A, n# ?# p) ~5 w3 cQT400~18
8 P8 P; q) f% U3 t; Y2 t! t2 ~" X# _球化前
0 H# ]5 W7 n# r, E' m. ^' A* u $ r! B, H) R, w, _4 |9 K
球化后
' {/ y1 J6 n# k: i; t0 d( T t7 t4 t2 }2 i a2 n
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
1 b! L) o4 V5 Q t3.5~4.0 2.6~3.2- r$ c4 k2 A2 u$ E" d
≤0.020 V1 z2 G% a+ t$ s
u, k0 I( {$ M* M
QT450~10
: R W* G3 r6 L3 A, ]4 _* E球化前 7 L/ _, F8 D1 T
球化后
& Y& ]9 w* j1 r0 S e- s0 o9 v; f( ?+ V) X
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07 $ z5 x% o$ V" }/ ?8 |% a
3.5~3.9 2.5~3.0
5 I: q# L* p% q/ H. ?0 r≤0.02
. T/ ~! n; l' N7 a& H$ {8 y& U
8 P0 l' G6 g8 G) X0 ], ~. ~5 [* w- {QT600~39 K' v& r3 H+ C. ]3 t, K# }
球化前 / k, I7 @, i; G+ G8 B
球化后1 ~ w& W, l4 R. e5 y2 I* p
/ T: d9 q4 R& E0 n' e( [2 F
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
8 v$ g7 r, T6 o2 N3.5~3.8 2.2~2.69 [, Z7 s+ E/ V
≤0.02
7 Q" J& J9 v0 g& B" X) J& V8 S1 h0 L$ F' {; K* X) {& E; U
QT700~2
- d5 u a* ~& Z9 q% D I& v球化前
8 s! `! {* y% Y* u8 O5 l 球化后
- A* c, v9 Y7 Y: i. b0 w, d9 \' d
% `, n+ L" c% N2 f8 X3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 ) f9 Q7 M- B# d- F3 S0 g2 `1 O+ X
3.5~3.8 2.1~2.5
7 ]" l8 z/ N0 b≤0.02+ R1 G3 `1 g# n& v. l
( X0 Y. k4 Q6 B) s. n) S" k* c
* o' _. T: p$ y- i% i& O高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。球化剂要砸成小块，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅铁和铁屑。孕育处理是球墨铸铁生产过程中的一个重要环节，它不仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并使石墨变得更细小，更圆整，分布均匀，从而提高球墨铸铁的力学性能。孕育剂一般多采用FeSi75，其加入量根据对铸件的力学性能要求，一般为0.8％～1.0％。孕育剂的粒度根据铁液量多少，一般砸成5～25mm的小块。孕育剂应保持干净、干燥。9 i6 L3 `4 G6 ]0 N2 v2 J
球化剂和孕育剂要在出铁前加入包中，在连续生产时，刚出完前一炉铁后，包很热，过早加入会使其粘结在包底而削弱球化和孕育效果。为了延迟球化反应时间，增强球化和孕育效果，要在球化剂和孕育剂的上面覆盖一层铁屑。球化处理的方法较多，一般多采用操作简便的冲入法处理球铁。: p1 d; v' C- [ V2 B+ t
3.3 球化效果炉前检验) n$ H6 ^* J2 Q" q* r8 Z
炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水冷却，砸断后观察断口。断口银白色，尖端白口，中心有疏松，两侧凹缩,同时砸断时有电石气味,敲击声和钢相似,则球化良好,否则球化不良。! l5 ?6 e+ V, L$ r' X. G0 k i
3.4 浇注
! @! b/ W! P' z+ a7 X 由于球铁液容易出现球化衰退，因此，铁液球化处理后要尽快浇注，一般在处理后15min内浇注完毕，不会有球化衰退问题。 4 结 语' C3 w0 f6 h* f- v+ t v; s7 A
在生产中，用Z14号生铁作原材料，中频感应电炉熔化铁水，控制铁水化学成分为：C3.5％～3.99％，Si1.2％～1.5％，P＜0.06％，S＜0.05％。采用高度与直径之比为2∶1的球化包，把球化剂与孕育剂砸成10～20mm小块，球化剂按1.8％，孕育剂按0.9％比例，向包内先加球化剂，再加孕育剂，最后在上面覆盖干燥的铁屑。铁水在炉中升温到1480℃左右出铁，待反应结束后10min内浇注完毕。生产的φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管，其化学成分为：C3.5％～3.8％，Si2.2％～2.6％，Mn0.6％～0.8％，S≤0.02％，P＜0.07％，各项力学性能指标均达到较高要求，使用效果相当理想。使用１年后证明，球墨铸铁本身具有高强度、耐磨、抗热疲劳等特性，能完全起到轴联接作用；能大大减小噪音、改善工人劳动环境；当过冷钢等超负荷情况下，梅花套管能自动破裂，起到过载安全保护作用；还能显著延长轧辊和梅花轴的使用寿命。同期相比，轧辊消耗降低8％，梅花轴消耗降低11％，连同设备维修工时减少而使同期产量的提高，共取得经济效益近7万元。AAA*球化剂：我国广泛采用的球化剂是稀土镁合金。镁是重要的球化元素，但它密度小（1.73g/cm3）、沸点低（1120℃），若直接加入铁液，镁将浮于液面并立即沸腾，这不仅使镁的吸收率降低，也不够安全。稀土元素包括铈（Ce）、镧（La）、镱（Yb）和钇（Y）等十七种元素。稀土的沸点高于铁水温度，故加入铁水中没有沸腾现象，同时，稀土有着强烈的脱硫、去气能力，还能细化组织、改善铸造性能。但稀土的球化作用较镁弱，单纯用稀土作球化剂时，石墨球不够圆整。稀土镁合金（其中镁、稀土含量均小于10%，其余为硅和铁）综合了稀土和镁的优点，而且结合了我国的资源特点，用它作球化剂作用平稳、节约镁的用量，还能改善球铁的质量。球化剂的加入量一般为铁水质量的1.0%~1.6%。- q% F( a- @/ o4 y' m3 q3 c
孕育剂：促进铸铁石墨化，防止球化元素造成的白口倾向，使石墨球圆整、细化，改善球铁的力学性能。常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水质量的0.4%~1.0%。由于球化元素有较强的白口倾向，故球墨铸铁不适合铸造薄壁小件。9 [% ?5 `% V" Y6 e. m+ x2 Q
球化处理：以冲入法最为普遍，如图1-50所示。将球化剂放在铁液包的堤坝内，上面铺硅铁粉和稻草灰，以防球化剂上浮，并使其缓慢作用。开始时，先将铁液包容量2/3左右的铁液冲入包内，使球化剂与铁液充分反应。尔后，将孕育剂放在冲天炉出铁槽内，用剩余的1/3包铁液将其冲入包内，进行孕育。
9 I/ i6 L( x, S
! w5 Z! H: i% `& eBBB*由于原铁液含硫量较高,不可能达到<0 018%的要求,球化剂的加入量需考虑去硫耗镁量。碳硫分析仪的快速测定,能及时提供原铁液的含硫量,试验中原铁液的含硫量在0 02%～0 03%,去硫耗镁量在0 0076%上下波动,这在工艺上是可以接受的。0 E2 {) W$ g/ g) c& n
球化剂的用量直接影响残余镁量的多少。如果球化剂加入量过多,就会引起残余镁量过多,虽然不致于影响球化合格率(球径大小仍属正常),但是它会增加收缩,引起脆性。同时由于原铁液含锰量偏高,球化剂加入量过多,较易出现碳化物,白口倾向严重,导致球数合格率的下降;如果球化剂加入量过少,就会导致残余镁量不足,影响球化的合格率,球数合格率也会降低。表1是在正常试验情况下的结果,并说明如下:①球化剂加入量1 4%时,由于残余镁量不足,出现蠕虫状石墨;②加入量1 8%时,由于残余镁量过多,出现碳化物,导致球数下降,不过二者球径大小仍合乎要求;③球化合格率非球化率+ b# r$ G! L7 q6 i" }: _
铸铁牌号表示方法 铸铁牌号表示方法
/ q7 E* u1 a/ c1 @1 ^1 y* H$ d2 ~1．& \: V% ~1 g8 J+ L
铸铁牌号表示方法
4 U2 u/ ^& g) L1．( T6 f. ~: n, r' r( D# c' `
1各种铸铁代号5 d) {% O1 E, H* a7 t* r
各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字的第一个大写正体字母组成，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别，同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音字第一个大写正体字母，排列在后面。其代号见附录A（补充件）。
: Z5 S8 h( Y5 `4 d* v. j1．
/ _ P& i" l. ]9 t3 J5 A2元素符号、名义含量及机械性能% |$ K c% O; [$ N; G: T
合金化元素符号用国际化学元素符号表示，混合稀土元素符号用“R”表示。含量及机械性能用含量。; y s6 J4 U$ E5 Y9 P
1．2．1在牌号中常规碳、硅、锰、硫、磷元素，一般不标注，有特殊作用时，才标注其元素符号及含量。
/ h6 s* B. }4 {; z, }6 K P/ {1．2．2合金化元素的含量大于或等于1%时，用整数表示，小于1%时，一般不标注，只有对该合金特性有较大影响时，才予标注。
+ G5 O5 C8 \9 x- Q, ~$ y1．2．3合金化元素按其含量递减次序排列，含量相等时按元素符号的字母顺序排列。
. |. W# f( [- u! R% m9 O3 ^& c% ?- c1．2．4牌号中含量的修约规则按GB1.1-81《标准化工作导则6 [9 u) b) n0 i
编写标准的一般规定》附录C。
! t5 K. H" d6 j& O- a/ v! h& O. V1．2．5牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值，两组数字间用“-”隔开。
3 W( r2 K; v5 p: C" }% }( Z6 ]1．2．6当牌号中标注元素符号及含量还需标注抗拉强度时，抗拉强度值置于元素符号及含量之后，之间用“-”隔开。: H" R/ s+ L% d( q! @5 _7 H. R
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! O2 o( d& w7 W& D | 
楼主: 东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
