蠕墨铸铁生产中蠕化率的控制.pdf

蠕墨铸铁生产中蠕化率的控制 王文江 袁明忠 吴刚 邢台冶金机械轧辊 集团 公司 河北邢台054000 摘要 讨论炉料 A B C9B DDEF G D C GH 9FI J KLDD9F FLEM NLO PBJOQ A B 05 000Q NH R TH9 SDE9 G9T LS SEF G9 GH F 9TQGH9U G D GLUMLT B L QVE D BI LS W9FU GED F X DDLIQHLDJ JEF B L SB9F W9FU GED F X BF9 BU9 B J B MM B9UM9F BEF9 L M9FG9 B 9 LS W9FU GED F F MH B9 Y9F9 J TGETT9JOZLY BL GL BFLD J GH9G M9FG9 B 9 LS W9FU GED F F MH B9 Y T J9TGF 9JQ J TLU9 TE 9TB L T BL MF9W9 B W9FU GED F X 9SS9GB J9 9 9F B L Y9F9 LSS9F9JO F GB G9 H T THLY9J BH B BH9 WO O M9FG9 B 9 GLEDJ 9 9MB BH9 F 9 LS 55 85 O A Bo W9FU GED F F MH B9 FL M9FG9 B 9 LS W9FU GED F F MH B9 W9FU GED F X 9SS9GB 蠕墨铸铁是一种新型工程材料Q其强度而生产高强度 高硬度蠕 墨铸铁时 w Mn 可为0 6 1 0 对耐磨性有要求 时 w Mn 可高至2 7 3 w P 与灰铸铁及球墨铸铁相同 P在蠕墨铸铁中由 于增加磷共晶而降低韧性 提高脆性转变温度 因此 w P 应控制在0 07 以下 4 w S S在蠕墨铸铁中大量消耗蠕化元素 造成硫化 夹杂 当w S终 高于0 01 时 蠕化效果很差 但另 一方面 S的存在又在一定程度上扩宽了蠕化剂的 加入量范围 因此蠕墨铸铁生产中 不必要求过低 的w S 但要保持稳定 原铁液中w S 量对蠕化处理的效果 蠕化剂的 消耗与最终蠕化率的大小有着决定性的影响 宜用 炉外脱硫方法 使蠕化处理前铁液w S 稳定在 0 015 0 028 之间 最好控制在0 016 0 022 的 范围内 综上所述 原铁液的化学成分要严格按表1控 制 3蠕化剂加入量控制 蠕化剂的加入量是影响蠕化率的直接因素 应 根据铁液成分 温度 铸件壁厚 蠕化剂成分和处理 方法来确定 蠕化剂加入量不足和装填覆盖不好容 易造成蠕化不良 蠕化早期衰退 蠕化剂加入过量则 易使铸件中产生大量渗碳体 形成白口 因此 蠕化 剂的加入量应适当 加入量的多少主要取决于铁液 中w S 的高低 当铁液中w S 为0 015 0 022 时 蠕化剂加入量为铁液量的0 65 当铁液中的 w S 为0 023 0 028 时 蠕化剂加入量为铁液量 的0 70 我厂使用的蠕化剂成分 w45 为 RE 17 16 M7 4 6 S8 38 44 另外 蠕化剂本身质量的稳定与否 也是一个影 响蠕化效果的重要因素 我们曾在2003年底遇到过 这样的情况 炉前检验三角试样为灰口 提高蠕化剂 的加入量 效果不很明显 超量加入 蠕化率也不理 想 达不到正常的蠕化效果 查找原因 发现所用的 蠕化剂出厂时间较长 并有受潮现象 换用新到的蠕 化剂后 蠕化正常 所以 蠕化剂在使用前要经过严 格的理化检验 特别是M7 9 及重要的微量元素一 定要保证在工艺要求范围内 而且含量要稳定 不能 忽高忽低 每个批次的蠕化剂应从生产日期算起100 天以内用完 存放过程中不得受潮 防止变质失效 4蠕化不良与蠕化衰退 蠕墨铸铁生产中 蠕化不良和蠕化衰退是常常 遇到的问题 对蠕化不良和蠕化衰退控制的好坏 将 直接影响到铸件的蠕化效果 因此要求在出炉前 在 铁液包内按工艺加入足够的蠕化剂 并填实覆盖 出 铁时铁流不得直接冲淋蠕化剂 防止蠕化剂浮起 使 蠕化剂在底部起爆 以提高铁液对蠕化剂的吸收率 蠕化处理后 随着时间的延长 蠕化效果会逐渐衰 减 蠕化不良和蠕化衰退的铁液须在浇注之前进行 二次蠕化处理 并用三角试样观察效果 二次蠕化合 格后方可浇注 另一种蠕化效果不好的情况是 蠕化 剂含量过多会导致蠕化率低 球化率高 表2是对蠕化不良 蠕化率低及蠕化衰退的判 断 分析和应对措施 5浇注时间控制 从处理结束到浇注的时间间隔长短 对蠕墨铸 铁的蠕化率影响非常大 大量的生产实践证明 蠕化 图1蠕墨铸铁最佳w w S 8 AB CADEFn AnG H8B8CFn CFn In H JFD KID 8CLBAD 8DFnH 表1化学成分控制要求w4 MAE 1MAD7I CNI 8CAB CF FH8 8FnHw4 原铁液 最终成分 3 4 3 8 3 4 3 8 S8 1 7 2 1 2 3 2 7 Mn 0 5 0 8 0 5 0 8 P 0 07 0 07 S 0 02 0 02 D 0 2 0 2 9I残 0 015 0 050 M7残 0 01 0 03 类别 蠕 墨 铸 铁 V 在17 18 min时 蠕化率达到 峰值 随后向下开始衰退 在22 23 min后衰退加 速 因此 我们规定浇注时间为12 20 min 最佳浇注 时间为15 19 min 6工艺过程温度控制 各工序的温度控制见表3 铁液温度的高低对蠕化率也有一定的影响 铁 液的出炉温度 蠕化处理温度 过高 会对合金造成 烧损 蠕化反应加快 为保证浇注温度 须进行降温 会延长从处理到浇注的间隔时间 超过20 min后 蠕化率就得不到保证 相反 铁液的出炉温度 蠕化 处理温度 过低 铁液与蠕化剂的反应迟缓 为了保 证浇注温度 就得尽快浇注 从处理到浇注的时间间 隔必须缩短 而且蠕化反应往往不均匀 因而不易得 到好的蠕化效果 适宜的出炉温度应根据工艺要求 的浇注温度范围和时间段进行推算 按此做法 我们 把出炉温度定在1 400 1 440 经过生产实践 证 明了此温度范围比较合适 7检测蠕化率的方法 1 三角试样判断 用三角试样检验蠕化效果的方法是最广泛最方 便的方法 用处理后的铁液浇注三角试样 将试样进 行降温激冷处理后 试样两侧应有轻微凹陷 断口呈 银灰色 中心有轻微缩松 尖端形成白口组织 如果 断面呈灰色或白口过小 说明片状石墨较多 铁液蠕 化不良 如果断面白口过大 说明是蠕化过头了 在 实际生产中 我们把白口宽度控制在5 15 mm之 间 相应的蠕化率范围一般为50 85 利用三角试样判断蠕化效果的方法见表4 2 热分析法 用热分析仪对蠕化处理后的试样进行分析 判 断蠕化效果 可以减少人为因素造成蠕化率控制失 误 我们曾在2003年用热分析仪做了大量的试验 表5为2003年11月13日用同一炉铁液 不同蠕化 剂加入量的对比试验数据 利用热分析法可以直观地读出碳当量和w C w Si 的量 图形曲线显示出初晶温度 共晶最低温 度 共晶最高温度 我们从这些试验中找出了一些规 律 当初晶温度与共晶最低温度的差值为22 32 表3工序温度控制 Tab 3Tempe e n AAinB anBe C w DinB peHBemen C IeAa iJinB eCCe K n e 10 4 敲击声 哑如灰铁 1 处理后浇注时间 过长 2 处理后覆 盖不好 氧化严重 3 铸件壁厚大 冷 却过慢 1 操作迅速准确 处理后及时浇 注 2 处理后覆盖好 3 厚大铸件 要适当过量蠕化处理 并在壁厚 部位采取强冷工艺措施 补救措施 浇注后期再取三角试 片复检 若发现衰退 如铁液较 多 温度较高 可补加蠕化剂及 孕育剂 炉前三角试片检验合格 后浇注 如温度低 铁液不多则 停止浇注并倾弃 蠕化 衰退 图2蠕化率与处理后保持时间的关系 NiB 2OeAa i nEPip be ween Q R pe a i n aC e IeAa iJinB ea inB 蠕 墨 铸 铁 V 89 68AB87文献标识码 C文章编号 644A A8 449 42 44 8 4A Produ r u01r 2r DEFG Hen heI JKG LunM GKN Ou rong PGQnRing GingSan Tpecial FlloUV WoB XtdBM GQnRing 6444 M WhinQY 345 r1 6Zermicular iron haV graphite Vhape Set een lQ e grQphite o grQU iron Qnd nodulQr grQphite o nodulQr ironM tenVile Vtrength higher thQn thQt o grQU iron SU 345M Qnd Vome lo er thQn thQt o nodulQr ironM Vo iV Q Vort o e cellent mQteriQl or VtructurQl pQrtVB Fn introduction QV mQde to the compoVition choice Qnd control in ermiculQr iron productionMclQVVi icQtion o ermiculQri ing alloUVM ermiculari ing treatment proceVV and itV aualitU control meaVureVB 7 8 9 r 56 ermicular ironb ermiculari ing alloUb percentage o ermicular graphite 表8用三角试样判断蠕化效果的方法 aSB8cethod to Rudge ermiculQri ing e ect ith edge Vpecimen 现象 6 A 8 蠕化良好 断口为银白色 组织细密 中 心略有缩松 并均匀分布有 小黑斑 边缘有圆角 顶部和两侧有 中等凹陷 试样断口不齐 试样淬火时 有浓电石味 悬空试样敲击时有 铛 铛 声 韵尾音长 蠕化不良 断口呈银灰色或白口 过大 顶部和两侧无凹陷 凹陷严重说明已球化 断口接近平齐 电石味淡 略有脆响声 未蠕化 断 口 呈 黑 灰 色 组织粗松 边缘呈尖角无 凹陷 断口平齐 无电石味 声音沉闷无尾 音 时 且反弹温度 共晶最高温度与共晶最低温度的 差 为 d68 其对应的蠕化率的值为 ed 5 通过采取以上措施 使用各种生产和检测手段 得到了比较满意的蠕化效果 使蠕化率稳定在 5d 5的范围内 保证了产品的蠕化质量和用户的要 求 表 不同蠕化剂加入量的对比试验结果 QSB Kn luence o ermiculQri ing QlloU Qddition Qmount on temperQtureV o chQrQcteriVtic pointV Qnd percentQge o ZB B c83A Lc8 C 44 C877 LC8 9 f 4B9 4B94 4B 4B84 4BA4 4B 4 6 68 B7 6 6 AB7 6 6 AB7 6 69 B9