固溶强化球墨铸铁生产工艺
一、固溶强化球墨铸铁简介
固溶强化球墨铸铁是一种通过固溶处理对球墨铸铁进行强化的工艺。球墨铸铁是一种具有高强度、高韧性和良好的加工性能的铸造材料。而固溶强化球墨铸铁通过固溶处理，可以进一步提高其强度和硬度，同时保持其良好的韧性和加工性能。
二、固溶强化球墨铸铁的生产工艺
1. 原料准备：选择高质量的球墨铸铁原料，确保原料中含有足够多的球墨体。
2. 铸造工艺：采用常规的球墨铸铁铸造工艺，包括熔炼、浇注和冷却等步骤。在冷却过程中，需要控制冷却速度，以保证球墨体的形成和分布均匀。
3. 固溶处理：将已铸造好的球墨铸铁件放入高温炉中进行固溶处理。固溶处理温度一般在800℃以上，时间根据材料和要求而定，通常为2-4小时。固溶处理的目的是将球墨铸铁中的碳化物和残余应力溶解掉，使其重新均匀分布，从而提高材料的强度和硬度。
4. 冷却和回火：固溶处理后的球墨铸铁需要进行适当的冷却和回火处理，以消除固溶处理过程中产生的应力和改善材料的韧性。
5. 检测和质量控制：对固溶强化球墨铸铁进行力学性能测试，包括
拉伸强度、屈服强度、延伸率等指标的检测。同时还需要对材料的微观组织进行观察和分析，确保其达到设计要求和质量标准。
三、固溶强化球墨铸铁的优点
1. 提高材料的强度和硬度：固溶处理可以使球墨铸铁中的碳化物和残余应力溶解掉，使其重新均匀分布，从而提高材料的强度和硬度。
2. 保持良好的韧性和加工性能：固溶强化球墨铸铁在提高强度和硬度的同时，仍能保持良好的韧性和加工性能，适用于各种机械零件的制造。
3. 提高零件的寿命和可靠性：固溶强化球墨铸铁具有较高的强度和硬度，能够承受更大的载荷和应力，从而提高零件的寿命和可靠性。
4. 具有较高的耐磨性和耐腐蚀性：固溶强化球墨铸铁的高硬度和均匀的组织结构使其具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一些特殊工况下的使用。
固溶强化球墨铸铁是一种通过固溶处理对球墨铸铁进行强化的工艺。该工艺可以提高球墨铸铁的强度和硬度，同时保持其良好的韧性和加工性能，提高零件的寿命和可靠性。固溶强化球墨铸铁具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一些特殊工况下的使用。通过合理的生产工艺和质量控制，可以获得优质的固溶强化球墨铸铁材料，满足不同行业对材料性能的需求。
讲座球墨铸铁的生产 球墨铸铁的生产过程包含以下几个环节：熔炼合格的铁液，球化处理，孕育处理，炉前检查，浇注铸件，清理及热处理，铸件质量检查。 在上述各个环节中，熔炼优质铁液和进行有效的球化—孕育处理是生产的关键。 1 化学成分的选定 选择适当化学成分是保证铸铁获得良好的组织状态和高性能的基本条件，化学成分的选择既要有利于石墨的球化和获得满意的基体，以期获得所要求的性能，又要使铸铁有较好的铸造性能。 1.1基本元素 (1) 碳和硅 由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在 3.2%~3.8%范围内变化时，实际上对球墨铸铁的力学性能无明显影响。确定球墨铸铁的含碳量时，主要从保证铸造性能考虑，为此将碳当量选择在共晶成分左右。由于球化元素使相图上共晶点的位置右移，因而使共晶碳当量移至 4.6%~4.7%左右，具有共晶成分的铁液流动性最好，形成集中缩孔倾向大，铸铁的组织致密度高。当碳当量过低时，铸件易产生缩松和裂纹。碳当量过高时，易产生石墨漂浮现象，其结果是使铸铁中夹杂物数量增多，降低铸铁性能，而且污染工作环境。 用镁和铈处理的铁液有较大的结晶过冷和形成白口的倾向，硅能减小这种倾向。此外，硅还能细化石墨，提高石墨球的圆整度。但硅又降低铸铁的韧性，并使韧性—脆性转变温度升高。因此在选择碳硅含量时，应按照高碳低硅的原则，一般认为Si>2.8%时，会使球墨铸铁的韧性降低，故当要求高韧性时，应以此值为限，如铸件是在寒冷地区使用，则含硅量应适当降低。 对铁素体球墨铸铁，一般控制碳硅含量为C3.6%~4.0%，Si2.4%~2.8%； 对珠光体球墨铸铁，一般控制碳硅含量为C3.4%~3.8%，Si2.2%~2.6%。 (2) 锰 球墨铸铁中锰所起的作用与其在灰铸铁中所起的作用有不同之处。在灰铸
铸铁的合金化处理可以追溯到20世纪三四十年代，合金化处理使得铸铁性能有了质的飞跃，同时也诞生了一些特殊用途的铸铁如耐磨、耐蚀和耐热性能。采用孕育的方式来生产铸铁也是在这个时期内产生的。 在20世纪40年代末，孕育后具有球形石墨的的铸铁替代了通常的片状石墨铸铁，我们称这类铸铁为球墨铸铁。 球化元素与反球化元素的分类球化元素按其球化效果，一般分为三组。 第一组：Mg、Y x Ce s La、Pr s Sm、Dy s Ho、Er o 第二组：Ba.Li、Cs,Rb、Sr、Th、K x Na o 第三组:ALZn x Cd、Sn o 第一组球化能力最强，第二组次之，第三组最弱。 当用镁作球化元素时，第三组元素往往产生反球化作用。反球化元素：硫和氧是铸铁中常见的反球化元素，此外Ti.AkB、As、Pb.Sn.Sb、Bi、Te.Se等则属于铁液内常见的反球化元素。附表是按其作用机理分 类。 如何选择球化剂 球化剂和孕育剂是球化处理过程中最重要的材料，除了质量稳定外，选择合适的球化剂还需要考虑以下几种因素。球化处理温度：如果球化处理温度＞1480。C,球化反应会比较剧烈，进而造成较低的镁吸收率。为了使球化反应平稳，则可选择钙含量相对较高的球化剂。如果球化温度＜1480。C,则可以使用钙含量相对低一点的球化剂。 处理包尺寸：如果处理包的高径比为1:1,则由于镁蒸汽的散失会导致镁吸收率的降低，建议使用钙含量较高的球化剂。如果处理包的高径比为2:1,
则球化反应会比较平稳，镁蒸气会扩散到铁液中，镁吸收率得到提高。 球化处理工艺：如果不使用盖包法，那么球化反应产生的烟雾就会进入到大气中，并且会产生刺眼的白光。为了使球化反应平稳，可以采用低镁高钙的球化剂。如果使用盖包法工艺，铁液不会飞溅，并且产生的烟雾较少，可使用高镁低钙的球化剂，以减少加入量，降低球化成本。 处理重量：如果处理铁液的重量小于500kg,那么可使用粒度较小的球化剂，推荐使用粒度12mm以下的球化齐（L如果处理铁液的重量在500-1000kg,可使用粒度较大的球化齐Il,如粒度为3~25mm的球化剂。如果处理铁液的重量大于100Okg,则可以使用4~32mm的球化剂。 硅含量：如果铸造产品的工艺出品率较低或者废品率较高，想通过多加回炉料和废钢的方式进行熔炼，而最终铸件对铁水的硅含量有严格要求。在孕育量没法进一步降低的前提下，可使用低硅球化剂进行处理，这样可使回炉料多加8%~15%,可降低铸造厂的生产费用。 原铁液硫含量：如果原铁液硫含量较高，如果不进行脱硫处理，则需要高镁高稀土的球化剂，并且加入量会较高，如果原铁液的硫含量较低，则可以使用低镁低稀土的球化剂，且加入量会较低，低镁低稀土的球化剂成本也会比较便宜。 不同的球化方式目前常用的球化方式有以下几种：包内处理法（包括直冲法，三明治法和盖包法）、型内球化法、流淌法、纯镁处理工艺（包括转包法和包芯线法）。现就这几种球化方式的优缺点简单介绍以下。 包内处理法：这是最常见的球化工艺，应用范围广，小到几公斤的汽车件，大到几十吨的风电件都可以使用这种工艺。以盖包法的镁吸收率最高，
球墨铸铁700-10生产技术工艺 关注我们请点这里铸造工业网7月10日 近年有关高强度、高伸长率球墨铸铁的研究与生产技术开发受到相关研究机构的关注。通过采用合理的成分设计、铁液净化、多元素合金固溶强化、晶粒细化等一系列生产工艺措施，探讨 了铸态QT700-10工艺开发的可行性。 随着汽车工业的进步，商用车、重卡朝着重载、高速、低耗、低成本及良好的舒适性等方向发展，汽车底盘支架、托臂梁等零部件对高强度、高伸长率材料的综合性能要求也越来越高。就材料的综合性能和成本而言，高强度、高伸长率球墨铸铁备受青睐，目前国家标准中关于球墨铸铁的要求，一般是低强度高伸长率或是高强度低伸长率，对于那些不仅要求高强度、还要求高韧性、高疲劳性能等的铸件，传统国标的球墨铸铁材料不能满足性能要求。因此我公司与湖北汽车工业学院联合开展了高强度、高伸长率球墨铸铁研究工作，以满足汽车零部件轻量化需求。 1国内外球墨铸铁发展现状 目前球墨铸铁的生产，都是根据GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》标准，球墨铸铁的力学性能从QT350-22L到QT900-2共14个牌号，生产工艺己非常成熟，随着铸造企业质量控制水平的提高，绝大多数企业都能大批量稳定地生产。然而，国内对高强度、高伸长率球墨铸铁技术研究与应用的报道并不多。通过对国外球墨铸铁技术检索发现，SiboDur球墨铸铁是GF公司最新研发的铸态高强度高韧性球墨铸铁，对其化学成分及性能进行解读，SiboDur球墨铸铁形成了SiboDur450-17、SiboDur550-12、SiboDur700-10、SiboDur800-5系列，力学性能指标在传统球墨铸铁力学性指标中分布见图1 。
球墨铸铁铸件的铸造过程及要点注意 1.铸铁—球墨铸铁国家标准(GB1348-2009) 2.生产工艺流程(电炉生产球墨铸铁件) 生铁――入炉熔炼――铁水加入合金球化\孕育处理――浇注型腔――打箱清理――热处理(如果需要的话) 3.定购信息。根据本规范定购材料应该包孕下列信息： (1)产品名称，(2)所需的球墨铸铁牌号;(3)要是需要，其它特殊性能;(4)是否需要不同数目的试样;(5)要是需要，需供给保证书;(6)要是需要，其它的交付物。 4.拉伸性能要求。 5.热处理。牌号60-40-18通常需要完全铁素体化退火。牌号120-90-02和100-70-03一般需要淬火回火或正火回火或等温热处理。其它牌号可以铸态或热处理状态交付。颠末淬火到马氏体再回沸热处理的球墨铸铁比相同硬度的铸态材料有低患上多的委顿强度。 6.实验试样。(1)用来机加工成拉伸实验试样的单铸实验试块应该铸造成图1和图2指定的尺寸和形状。由图3所示的模具铸造的改良龙骨型铸锭可以替代1英寸的Y型铸锭或1英寸的龙骨型铸锭。实验试样应该在由合适的型砂制成的敞口铸模中铸造，并且对于0.5英寸(12.5mm)和1英寸(25mm)尺寸的试样应该具有最小1.5英寸(38mm)的铸模壁厚，对于3英寸尺寸的试样应该具有最小3英寸
(75mm)的铸模壁厚。试样应该在铸模中冷却至出现黑色(接近482℃或更低)。代表铸件的试样铸锭的尺寸应该由购买方选择。要是购买方没有选择，则由生产商选择。⑵当根据本规范举行熔模铸造时，生产商可以用铸件的熔液在铸模中浇铸实验试样，或在与生产铸件相同的热环境下用同样类型的铸模零丁浇铸。实验试块应该由其代表的铸件同1个铸桶或熔炉中浇铸。
球墨铸铁管生产工艺球墨铸铁管生产所需的设备 球墨铸铁管是一种具有高强度、高韧性和耐腐蚀性能的管材，广泛应 用于城市供水、燃气、热水、石油、化工等领域。球墨铸铁管的生产工艺 包括原料准备、铁矿石高炉冶炼、球墨化处理、铸造、加工和表面处理等 阶段。下面将详细介绍球墨铸铁管生产所需的设备。 一、原料准备： 1.铁矿石选矿设备：包括破碎机、球磨机、磁选机等，用于对铁矿石 进行破碎、磨矿和磁选处理，得到符合要求的铁矿石。 2.冶金原料准备设备：包括混合机、筒式混合器等，用于将铁矿石、 合金铁和焦炭等冶金原料按一定比例混合均匀。 二、铁矿石高炉冶炼： 1.高炉：用于将铁矿石还原为铁水的冶炼设备。 2.铁水处理设备：包括铁水车、刚包、钢包等，用于对高炉产生的铁 水进行处理和贮存。 三、球墨化处理： 1.高频感应炉：用于加热铸铁到球化温度，并控制停留时间。 2.球化剂喷霜机：用于给铸铁表面喷洒球化剂，促使球状石墨的生成。 四、铸造： 1.球墨铸铁管连续铸造机：用于将球化的铸铁注入到连铸机上，实现 连续铸造。
2.冷却系统：包括冷却水箱、冷却管道和喷水装置等，用于对连铸机上的铸铁进行冷却。 3.切割设备：包括自动切割机、刨切机等，用于将连铸机上的铸坯切割成所需长度的球墨铸铁管。 五、加工： 1.修磨设备：包括修磨机、砂带机等，用于对球墨铸铁管进行内外表面的修磨，提高精度和表面质量。 2.加工设备：比如车床、铣床、钻床等，用于对球墨铸铁管进行各种加工操作，如孔加工、螺纹加工等。 六、表面处理： 1.防锈处理设备：包括喷砂机、喷涂设备等，用于对球墨铸铁管表面进行防锈处理。 2.非损检测设备：包括超声波探伤机、射线探伤机等，用于对球墨铸铁管进行非损检测，确保质量合格。 以上是球墨铸铁管生产所需的主要设备，每个设备的具体配置和数量会根据生产规模和工艺要求进行调整。在球墨铸铁管生产过程中，还需要配备相应的检测设备，如化学分析仪器、金相显微镜等，用于对原材料和成品进行质量检验，以确保球墨铸铁管的质量和性能达到标准要求。
固溶强化球墨铸铁生产工艺 一、固溶强化球墨铸铁简介 固溶强化球墨铸铁是一种通过固溶处理对球墨铸铁进行强化的工艺。球墨铸铁是一种具有高强度、高韧性和良好的加工性能的铸造材料。而固溶强化球墨铸铁通过固溶处理，可以进一步提高其强度和硬度，同时保持其良好的韧性和加工性能。 二、固溶强化球墨铸铁的生产工艺 1. 原料准备：选择高质量的球墨铸铁原料，确保原料中含有足够多的球墨体。 2. 铸造工艺：采用常规的球墨铸铁铸造工艺，包括熔炼、浇注和冷却等步骤。在冷却过程中，需要控制冷却速度，以保证球墨体的形成和分布均匀。 3. 固溶处理：将已铸造好的球墨铸铁件放入高温炉中进行固溶处理。固溶处理温度一般在800℃以上，时间根据材料和要求而定，通常为2-4小时。固溶处理的目的是将球墨铸铁中的碳化物和残余应力溶解掉，使其重新均匀分布，从而提高材料的强度和硬度。 4. 冷却和回火：固溶处理后的球墨铸铁需要进行适当的冷却和回火处理，以消除固溶处理过程中产生的应力和改善材料的韧性。 5. 检测和质量控制：对固溶强化球墨铸铁进行力学性能测试，包括
拉伸强度、屈服强度、延伸率等指标的检测。同时还需要对材料的微观组织进行观察和分析，确保其达到设计要求和质量标准。 三、固溶强化球墨铸铁的优点 1. 提高材料的强度和硬度：固溶处理可以使球墨铸铁中的碳化物和残余应力溶解掉，使其重新均匀分布，从而提高材料的强度和硬度。 2. 保持良好的韧性和加工性能：固溶强化球墨铸铁在提高强度和硬度的同时，仍能保持良好的韧性和加工性能，适用于各种机械零件的制造。 3. 提高零件的寿命和可靠性：固溶强化球墨铸铁具有较高的强度和硬度，能够承受更大的载荷和应力，从而提高零件的寿命和可靠性。 4. 具有较高的耐磨性和耐腐蚀性：固溶强化球墨铸铁的高硬度和均匀的组织结构使其具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一些特殊工况下的使用。 固溶强化球墨铸铁是一种通过固溶处理对球墨铸铁进行强化的工艺。该工艺可以提高球墨铸铁的强度和硬度，同时保持其良好的韧性和加工性能，提高零件的寿命和可靠性。固溶强化球墨铸铁具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一些特殊工况下的使用。通过合理的生产工艺和质量控制，可以获得优质的固溶强化球墨铸铁材料，满足不同行业对材料性能的需求。
管模工序工艺操作过程
管模焊接工艺操作规程 1.焊接前将焊剂在250℃左右烘焙2小时。 2.焊接前必须清除管模内壁的铁屑、模粉等杂质，保证待焊接 表面不得有油污、铁锈和水份。 3.根据管模的公称直径将支承滚轮调整到预定的间距。 4.将要焊接的管模吊放在支承滚轮上。 5.启动管模旋转电机，调节变速器，使之符合焊接规范的要求。 焊接电流焊接 电压 焊接速度 400A 34V 0.7cm/s～0.85 cm/s 6.将管模欲焊接部位均匀加热到200～300℃。 7.用砂布或铁刷清除管模外表面与碳块接触部位的铁锈。 8.接通电源焊接开关，启动ZXG-1000R硅整流焊机，并初调好 焊接电流和焊接电压。 9.接通控制器上的旋转开关。 10. 焊枪移送到管模欲焊接的起始位置，调整焊咀位置，使焊咀 中心向右偏离管模中心线10～15mm。 11. 通过控制盒上的“焊丝向上”或“焊丝向下”按钮使焊丝与 管模待焊接表面接触良好。 12. 在最先开始焊接的圆周位置划上记号，管模每转一周，焊枪 手柄移动1～1.25周（6～7.5mm）。 13. 焊接过程中，必须随时将焊剂充填到焊咀周围，并随时将熔 渣用钩子清理掉。 14. 在焊接过程中，要保证工作电流与工作电压的稳定。 15. 焊接后要保证焊接轮廊光滑，不得有严重焊接凹陷，焊接高
度比管模内表面高出3～4mm。 16. 保持焊剂的清洁，没有熔化的焊剂必须经过筛选后方可继续 使用。 17. 焊接后直观检查，若有缺陷，可进行手工补焊。 18. 焊接完后，将管模的受热影响区均匀加热到370～430℃， 并使管模匀速旋转2小时。 19. 将管模缓慢冷却到95～120℃。
高硅固溶强化球墨铸铁熔炼工艺的研究 摘要：为生产高硅固熔强化球墨铸铁，对熔炼中铁液的化学成分、孕育处理及热处理技术进行了分析研究，得出高硅固熔强化球墨铸铁比传统球墨铸铁具有更高的抗拉强度，硬度和强度分布更均匀，机械性能及加工性能良好。 关键字：高硅固熔强化球墨铸铁熔炼工艺 1.前言 在生产中发现，随着珠光体稳定元素含量的波动，既使是同一批次生产的铸件，在不同铸件的相同部位性能也会产生很大的波动；硬度的波动造成同牌号的球墨铸铁不同位置机加工性能相差可高达50%，HBW230 时的进刀量要比HBW170 时小0.1mm。所以寻找一种基本上是单相基体的球墨铸铁，减少硬度波动，提高球墨铸铁的机械加工性能也十分必要。 硅是铸铁中使用最广泛的元素，它可以固溶于铁素体中起强化作用，从而提 高 铁素体的强度。图1、 图2是硅含量对铁素体 球墨铸铁抗拉强度和伸 长率的影响关系。 图1 Si含量与抗拉强度的关系图2 Si含量与伸长率的关系 2.工艺原理 2.1化学成分的分析与确定 依据化学成分对球墨铸铁性能的影响，尤其是硅含量对铁素体球墨铸铁伸长率的影响关系，化学成分按照如下原则确定。
1. CE值。碳当量对球墨铸铁的流动性和缩孔、缩松影响很大，在碳当量的质量 分数为 4.6%-4.8%时，流动性最好，有利于浇注成形、补缩，缩孔、缩松倾向小，可以获得健全的铸件[1]。因此，球墨铸铁的碳当量控制在4.6-4.8%范围内。 2. 硅。硅是促进石墨化元素，硅多提高了铸铁共晶转变时的临界冷却速度，使 铁水在凝固过程中对冷却速度的敏感性降低，更有利于形成全铁素体球墨铸铁。 由图1看出，当球铁中硅含量小于5％时，铸件的抗拉强度、屈服强度和硬度都 随Si含量呈增大趋势，而断后伸长率则呈下降趋势，从图2可以看出，当Si含 量超过4.5%时，其伸长率急剧下降，故Si含量一般控制在在3.5％-4.5％的范围。 3. 锰。锰是阻碍石墨化、强烈稳定奥氏体的元素，并容易在共晶团边界上富集 形成偏析，对力学性能有特别不利的影响[2]，对于铁素体基体的球墨铸铁来说， 则锰的质量分数应在0.3以下。 4. 磷和硫。磷和硫都是有害元素，为保证良好的球化，硫含量应控制在0.03% 以下。 2.2熔炼工艺的制定 铁液化清后加入所需FeSi75进行增硅，控制适当的熔化温度、取样温度、 过热温度和出炉温度，保证操作过程紧凑，保证球化处理后的铁液在15min内浇 注完成。 2.2.1 炉料配比及化学成分控制 为保证硅固溶强化铁素体球墨铸铁化学成分及性能的稳定性，炉料配比和铁 液化学成分控制见表1和表2。
固溶强化球墨铸铁生产工艺 球墨铸铁是一种具有优良机械性能和良好韧性的铸铁材料，广泛应用于汽车制造、机械制造、建筑工程等领域。而固溶强化球墨铸铁则是对球墨铸铁进行热处理，通过固溶处理和淬火处理来增强其力学性能。本文将详细介绍固溶强化球墨铸铁的生产工艺。 固溶强化球墨铸铁的生产工艺主要包括以下几个步骤：原材料选用、熔炼制备、球化处理、固溶处理和淬火处理。 首先是原材料的选用。球墨铸铁的主要成分是铁、碳、硅和镍等元素。为了保证球墨铸铁的质量，需要选择优质的生铁、废钢和合金添加剂作为原料。 接下来是熔炼制备。将选好的原料按照一定比例投入到高炉或电炉中进行熔炼。在熔炼过程中，根据需要可以添加一些合金元素，如铜、钒、钛等，来调整球墨铸铁的组织和性能。 熔炼完成后，需要进行球化处理。球化处理是通过在熔融铁水中加入球化剂，使其形成球状石墨的过程。球化剂一般采用重质镁和轻质铁合金。球化处理的目的是为了改善球墨铸铁的断裂性能和塑性。 然后是固溶处理。固溶处理是将球墨铸铁加热到一定温度，使其达到固溶状态，然后进行保温一段时间，使碳、硅等元素均匀溶解在铁基体中。固溶处理的目的是消除球墨铸铁中的过饱和析出物，提
高其硬度和强度。 最后是淬火处理。淬火是将固溶处理后的球墨铸铁迅速冷却至室温，使其形成马氏体或贝氏体组织，从而提高其硬度和强度。淬火处理的方式有水淬、油淬和空气冷却等，具体选择取决于球墨铸铁的要求。 通过以上工艺步骤，固溶强化球墨铸铁的生产完成。这种工艺可以使球墨铸铁在保持良好韧性的同时，提高其硬度和强度，增加其抗拉强度和抗压强度，提高耐磨性和耐蚀性，从而满足不同领域的使用需求。 总结起来，固溶强化球墨铸铁生产工艺包括原材料选用、熔炼制备、球化处理、固溶处理和淬火处理等步骤。通过这些工艺步骤，可以改善球墨铸铁的力学性能，提高其硬度和强度，增加其使用寿命和可靠性。固溶强化球墨铸铁因其优异的性能，在工程领域得到广泛应用。
高硅固溶强化铁素体球墨铸铁的工艺研究 高博;张涛;杨霄峰;陈园社 【摘要】针对EN1563:2012标准中提出的牌号为EN-GJS-500-14和EN-GJS-600-10的材料性能要求,本文从化学成分的选择、铁水球化及孕育处理等方面进行了工艺研究.通过多次的试验研究标明:本文所设计的工艺不仅满足EN1563:2012中机械性能和金相组织的要求,而且可有效提高回炉料的加入量,节约生产成本,为高效化生产提供一定依据.%According to the material property requirements of EN-GJS-500-14 and EN-GJS-600-10 based on EN1563:2012,in this paper,the selection of chemical composition,spheroidization of molten iron and inoculation were studied.Marked by repeated experimental studies: the technology designed by this paper not only meets the requirements of mechanical properties and metallurgical structure in EN1563:2012,it can effectively improve the amount of scrap,saving the cost of production,to provide a basis for efficient production. 【期刊名称】《中国铸造装备与技术》 【年(卷),期】2017(000)005 【总页数】3页(P15-17) 【关键词】固溶强化;球墨铸铁;工艺 【作者】高博;张涛;杨霄峰;陈园社
铸态球墨铸铁生产技术 陈永成 仲天创展球铁有限公司 佛山顺德 528313 ) 球墨铸铁是一种广泛应用于各工业部门的重要结构材料， 它的出现使铸铁材 料的性能发生了质的飞跃，因此在国内外发展都很快，许多方面已取代了锻钢、 铸钢及可锻铸铁的应用，成为产量仅次于灰铸铁的铸造合金材料。以往球铁均需 通过各种不同的热处理手段方能达到相应的牌号要求，从而耗费能源、污染环境、 增加成本、延长生产周期、加重工人劳动强度，因此生产铸态球铁便成为近年来 国内外球铁生产方面的一个重要发展方向。 据数据统计，我国用于灰铸铁件热时 效的能耗每吨铸件为40〜100kg 标准煤，而用于球墨铸铁件退火、正火的能耗每 吨铸件为100〜180kg 标准煤。我国球墨铸铁件中高韧性铁素体球铁和高强度珠 光体球铁占有很大的比重，通常是采用退火、正火处理。采用铸态球墨铸铁生产 技术省去了退火、正火处理工序，节约能源，避免了因高温处理而带来的铸件变 形、氧化等缺陷。所以，推广应用铸态球墨铸铁生产技术，对于铸造行业的节能 降耗减少排放，以及提高经济效益都具有非常重要的意义。 一、铸态球铁生产的基本条件 广义上的铸态球铁应包括 GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》中的所有材质牌 号，但是由于QT800-2和QT900-2在铸态条件下极难稳定地生产，所以一般不 考虑在内。近年来随着对优质球铁件的需求量越来越大， 对其质量要求也越来越 图1•燃煤退火炉 图2•正火球铁件出炉空冷
高，甚至达到了苛刻的程度。除了抗拉强度和伸长率之外，室温或低温冲击功、屈服强度、硬度、球化率、石墨大小、基体组织一直到化学成分对重要球铁件或某些客户来说，也成为了质量验收指标。除了浇注单铸试块，附铸试块外，还有要求铸件指定位置的本体试块，最近发展到在铸件里取样的掏料试样。球铁铸造厂要生产铸态球墨铸铁，必须经得起客户指定的力学性能、金相组织等综合性能检验的考验，必须能够稳定地生产，铸态合格率要达到90%以上，否则不能认为是成功。 1. 熔炼设备 铸态球铁对原铁水的质量要求：化学成分稳定，符合设计要求；好的冶金质量、洁净、无氧化现象；高的出铁温度。目前我省大部分铸铁厂是采用冲天炉熔炼，也有部分采用冲天炉一电炉双联熔炼和中频感应炉。用冲天炉熔炼时，要 保证低硫铁水和准确的重要元素含量，出炉温度稳定在1420- 1480C。使用双 联熔炼和中频炉独立熔炼更有利于控制铁水化学成分和温度，特别是使用中频炉 使铁水清洁少杂质，操作更简便。 2. 检测仪器 加强对铁水质量的实时检测是控制熔化过程的关键，炉前快速分析法是非常有效的控制方法。浸入式快速热电偶测温，是获得合适出铁温度、浇注温度的保证；根椐热分析法结合计算机技术而研制成功的铁水质量管理仪、快速微分热 分析仪等，快速测定C、Si量、铁水凝固冷却曲线、球化率等，实践证明是极有推广价值的先进即时检测仪器，对生产高性能高品质铸态球墨铸铁件必不可少。 3•球化判断(炉前检验) 炉前球化情况判断可采用火苗观察法，炉前三角试片法，炉前快速金相法和炉前快速光谱分析法。 (1)火苗观察法。当球化反应结束或补加铁水时，铁水表面逸出镁光及白 黄色火焰，则表示球化良好。 (2)三角试片法。较常采用的一种方法，球化、孕育处理后，待试样表面呈暗红色时取出；底部向下淬水，打断观察断口。如断口底部及两侧有缩凹，中心有缩松，断口不平齐呈锯齿状，银灰色(银白色)，致密，晶粒细小，敲击有钢声，嗅有电石味，表
球墨铸铁铸造工艺 1、金属炉料的要求 1.1各种入炉金属炉料必须明确成份，除回炉铁和废钢由炉前配料人员根据炉料状况确定外，螺纹钢不准加入球铁中。其余炉料必须具备化学成份化验单方可使用，同时应保证炉料、合金干燥。 1.2防止有密闭容器混入炉料中。 1.3所有炉料应按配料单过称。 2.1球墨铸铁化学成分 22球墨铸铁单铸试样力学性能( GB/T1348-1988)
3•熔炼过程化学成分和机械性能控制范围:
3.1熔炼过程化学成分控制范围 3.1.2球墨铸铁熔炼过程化学成分控制范围 3.2机械性能控制范围符合 2.2、2.4标准 4.1配料：加料按（2200kg）根据材质和回炉料情况选择下表其中一种配比。（注意：如果是其他增碳剂，则增碳剂加入量增加10%） 4.2加料顺序： 200kg新生铁或回炉料-1/3增碳剂-废钢-1/3增碳剂-废钢-1/3增碳剂-新生铁-回炉料。 增碳剂不准一次加入•防止棚料. 6冶炼要求 6.1加料顺序：新生铁-废钢加满炉-增碳剂-废钢-回炉料。
6.2熔化完毕，温度升到1380C左右清除铁水表面的渣，取原铁水化学成分。
6.3根据成分标准加合金或其他原料调整化学成分。 成份不合格不准出铁水 6.4测温，根据铸件工艺要求要求确定出铁温度， 6.5出铁水前扒渣干净。 6.6小铸件要用0.5-1吨包分包出铁或球化 7球墨铸铁的孕育和球化处理 7.1孕育剂选用75SiFe加入方法为随流加入。 7.2球化处理材料的技术要求参见下表（有特殊要求的球化剂按专项规定）. 7.3球铁处理方法 7.3.1球化处理采取冲入法 7.3.2将球化处理材料按球化剂 -孕育剂（1/3的硅铁粒）-0.1%增碳剂-聚渣剂-铁板的顺序层状加入铁水包底的一边，每加入一种材料需扒平，椿实。 7.3.3铁水冲入位置应是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金。先出23铁水球化。 7.3.4球化反应结束后，再出余下的铁水1/3。剩余2/3 Si75孕育剂硅铁粒随在出剩余铁水均匀加入。 孕育后必须搅拌铁水。 7.3.5铁水反应平静后，搅拌，扒渣取样，检查是否球化，如球化不良，禁止浇注。 8球化质量的炉前检验 8.1三角试片检验方法：试片截面25mm （宽）X 50mm （高），冷至暗红色，取出淬水，若断口呈银 灰色，中间明显缩松，三边凹缩，悬击有钢音，浸水有电石味，则球化良好。 8.2观察铁水表面：铁水表面平静，覆盖一层皱皮，温度下降，出现五颜六色浮皮，则球化良好；表面翻腾严重，氧化皮极少，且集中在中央，则未球化，处理好的铁水，应迅速扒渣浇注，防止球化衰退。 9浇注 9.1准备好泥球。及时堵住漏箱。 9.2铁水浇注温度：根据铸件工艺要求确定 9.3球铁浇注前放0.2%的大块硅铁在铁水表面，进行随流孕育. 9.4连续浇注，不得断流。始终保持浇口杯充满23左右。 9.5见冒口上铁水或气孔火焰无力时，慢浇，到冒口浇满或气孔溢出部分铁水后停止浇注.在冒口翻腾时 继续浇入铁水，直到冒口平静为止，不允许再浇注完再向冒口内浇铁水 9.6浇注时保证冒口浇满，盖上保温剂 9.7最后浇注试样。
球墨铸铁的工艺设计
球墨铸铁的工艺设计 第一节工艺特点 一、球墨铸铁的流动性与浇注工艺 球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。因此，经过球化处理后铁液的流动性下降。同时，如果这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷。 为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须注意以下问题： （1）一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净，•最好使用茶壶嘴浇包。 （2）严格控制镁的残留量，最好在0.06%以下。 （3）浇注系统要有足够的尺寸，以保证铁液能做尽快充满型腔，并尽可能不出现紊流。 （4）采用半封闭式浇注系统，根据美国铸造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为4：8：3。 （5）内浇口尽可能开在铸型的底部。 （6）在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。 （7）适当提高浇注温度以提高铁液的充型能力并避免出现碳化物。对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。对于用镁处理的铁液，根据美国铸造学会推荐的数据，当铸件壁厚为25mm时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6mm时，浇注温度不低于1425℃。 二、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点 球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面：（1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝固过程进行较快。球墨铸铁由于石墨球在长大后期被奥氏体壳包围，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质核心上形成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。因此，球墨铸铁在凝固过程中在断面上存在较宽的液固共存区域，其凝固方式具有粥状凝固的特性。这使球墨铸铁凝固过程中的补缩变得困难。 （2）球墨铸铁的石墨核心多。经过球化和孕育处理，球墨铸铁的石墨核心较之灰铸铁多很多，因而其共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。 （3）球墨铸铁具有较大的共晶膨胀力。由于在球墨铸铁共晶凝固过程中石墨很快被奥氏体壳包围，石墨长大过程中因体积增大所引起的膨胀不能传递到铁液中，从而产生较大的共晶膨胀力。当铸型刚度不高时，由此产生的共晶膨胀将引起缩松缺陷。