合成铸铁的生产及应用
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铸造知识介绍铸造:是一种金属材料的成形方法。
将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔,凝固后成为具有一定形状和性能的铸件。
铸造方法有砂型铸造和特种铸造,既可用手工单件小批量生产,也可用机械化、自动化生造型方法大量成批生产。
铸造流程:制模——造型——烘干——熔炼——孕育处理——炉前分析——浇注——落砂清理——去浇冒口——铸件检验及缺陷分析——铸铁及熔炼白口铸铁:白口铸铁中的碳全部以渗透碳体(Fe 3c )形式存在,因断口呈亮白色。
故称白口铸铁,由于有大量硬而脆的Fe 3c ,白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。
因此,在工业应用方面很少直接使用,只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件,如拔丝模、球磨机铁球等。
大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。
灰口铸铁;铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。
断口呈灰色。
它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
灰口铸铁按基体组织不同,分为铁素体基灰口铸铁、珠光体+铁素体基灰口铸铁和珠光体基灰口铸铁三类。
由于灰口铸铁内存在片状石墨,而石墨是一种密度小,强度低、硬度低、塑性和韧性趋于零的组分。
它的存在如同在钢的基体上存在大量小缺口,即减少承载面积,又增加裂纹源,所以灰口铸铁强度低、韧性差,不能进行压力加工。
为改善其性能,在浇注前在铁水中加入一定量的硅铁,硅钙等孕育剂,使珠光体基体细化,石墨变细小而均匀分布,经过这种孕育处理的铸铁。
称为孕育铸铁。
灰口铸铁的牌号、性能组织及用途见下表,国家标准根据直径30mm 单铸试棒的抗拉强度,将灰铸铁分为六个牌号。
牌号中的“HT ”是“灰铁”的汉语拼音的第一个大写字母,其后面的数字表示该牌号灰铸铁的最小抗拉强度。
灰铸铁的牌号及力学性能指标(GB5675-85)铸铁的化学成份对灰铸铁的组织有很大影响,各种牌号的灰铸铁的化学成份与铸件壁厚有关,下表数据供参考。
碳和硅是灰铸铁中最主要的化学成份,它们都是强烈促进石墨化的元素,对铸铁的组织和性能起着决定性影响。
推广合成铸铁应用的若干工艺技术问题金永锡(上海圣德曼汽车铸造有限公司,上海201805)摘要:介绍以废钢和回炉料为主要炉料生产合成铸铁的熔炼条件和合成铸铁的力学性能指标。
对合成铸铁力学性能较高的原因进行了分析,并对熔炼合成铸铁时选用增碳剂的原则和增碳工艺进行了详细讨论。
以笔者公司的铸件为例,介绍了生产合成灰铁、合成球铁的具体配料、化学成分、性能水平及原材料成本。
关键词:合成铸铁;增碳剂;增碳工艺中_图分类号:T G25文献标识码:A文章编号:1003—8345(2009)05—0015一06S o m e Tec hn i ca l Pr obl em s w i t h Produ c t i o n Proc es s of Sy nm et i c C a s t I r onsJI N Y ong—xi(Sha ngha i Sandm ann A ut om ot i ve Fo und l y C o.L t d.,Shang hai201805,Chi na)A bs t r ac t:The m el t i ng condi t i ons a nd m e chani ca l pr oper t i es of t he s ynt het i c c as t i r ons pr oduced w i t h s teel s cm p a nd r et um s as m ai n m el t i ng ch ar g e w er e i n t r odu ced.T he r eas on of r elat i vel y hi g h m e c hani cal pr oper t i es of s ynt het i c c as t i r ons w a s anal yz ed,as w el l as t hecar bu r i zer choi ce pr i nci pl e a nd car bur i zi ng pr o cess f br m el t i ng of s ynt het i c c a st i r ons w as di scus sed i n det a i l.T ak i ng s o m e cas t i ngs of aut hor’s com pany as ex am p l e s,t he act ual ch ar g e m i xt ur e r at i o,eh em i cal com pos i t i on,pr op er t y l evel and c o s t of r a w m at er i al of s ynt het i c gr ay i r ons a nd no du l ar i r ons w as i nt roduced.K e y w o r ds:syn t het i c c as t i m n;car bu“zer;car bu r i zi ng pm c e ss在汽车、拖拉机和机械制造业生产过程中产生的返回料、废品和切屑总量达铸件总量的l倍以上,某些产品甚至达4~5倍之多。
提高电炉铸铁的绝密方法一、电炉铸铁炉料配比及合成铸铁在铸造行业,人们常说,铸造材料的成分决定组织,组织左右性能;这句话其实并不全面。
我们在生产实践中发现许多铸铁,在相同成分时,机械性能却有较大差异。
铁水的质量除与其成分有关联外,还与炉料配比(生铁用量、废钢用量、返回料用量、合金加入量),熔化与出炉温度,孕育工艺等有密切关系。
所谓合成铸铁,就是指配料中使用50%以上的废钢,通过增碳合成的方法制取的铸铁材料,因为需要较高的熔化温度,只宜在电炉中熔炼。
目前合成铸铁主要有合成灰铁和球铁。
通过大量实践,对于HT250、HT300等高强度灰铸铁来说,废钢左右强度、生铁影响组织。
配料禁忌(1)高比例废钢(尤其是船板)与高比例回炉料(浇冒口、废铸件、铁屑)搭配,合成灰铁的废钢加入量不宜超过50%;(2)高比例废钢(尤其是船板)与含硫磷高的生铁搭配;(3)回炉料超过40%(浇冒口、废铸件、铁屑)。
配料优化组合(%)组成生铁废钢回炉料配比A403030、配比B304030、配比C204040、配比D205030锰硫含量需要提高硬度时锰的含量可达 1.0-1.2%,但不要求相应提高硫的含量(关于灰铁中的硫含量,另行分析)。
某公司为了节约成本,多用废钢,在两个月内试制合成高牌号灰铸铁,废钢用量一度达60%,有一段时间除加入废钢外另加回炉料和少量铁屑,最初质量不错,但一段时间后发现铸件批量缩孔、缩松和有白色硬斑,并且持续不断越来越严重。
此缺陷成因:初步判断是铁水中MnS的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松,MnS富集形成白色硬斑。
这是由于高牌号灰铁HT300成分要求Mn含量较高(1%左右),加之废钢自身锰也高(船板中的16锰钢含Mn在1.6%),而废钢中的S以及回炉铁(包括铁屑)中的S 和锰反应产生的MnS在炉料中的积累达到一定程度,就会产生过量,从而产生上述缺陷。
为了减少铁水中的MnS含量,一般用加入一定量的优质新生铁(低S低Mn)来调整,另外提高孕育效果,可使MnS细化,减弱其不良影响。
有关合成铸铁的一些问题1、什么叫合成铸铁?传统的铸铁熔炼,其炉料组成是以新生铁为主,配加回炉料和少比例的废钢,加废钢的目的是为了降低铁液中的含碳量。
一直以来,熔炼球铁大多数只加5%-10%废钢,保持着在不产生石墨漂浮的情况下,遵循高碳低硅大孕育的原则,认为碳当量高,尤其是碳高有利于铸铁的自补缩,不容易产生缩孔缩松缺陷,因此尽量少加废钢是很自然的事,而在灰铸铁的熔炼中,因知道降低碳含量,能减少割裂铸铁金属基体中的石墨量,而有效的增加强度,碳越低,强度就越高,所以依灰铸铁的牌号不同,配加一定比例的废钢,以达到各牌号所需的含碳量,相当长一个时期,我们生产的铸铁牌号不高,很多小型企业还不要求牌号,大多生产的牌号只为HT150,HT200和HT250,,因此所加废钢比例就低,大多在15-35%范围内,认为多加废钢,铸件缩性大,因此不敢多用。
现在知道,炉料的组成是对铸铁件的质量有很大影响的,在铸铁的熔炼中,我国长期的采用低比例的废钢配比,是否是我国在同样CE下强度不如国外高,而强度相当时,CE又比人家的低,因而铸造性能恶化,是值得我们探讨的。
近些年来,我国铸造界热门的话题有两个,一个是风电,高铁等所用的高韧性低温铁素体球铁,提高性能措施之一就是要用高纯生铁,第二个就是合成铸铁,提倡多用废钢和加增碳技术来提高铸铁性能,这两项技术都牵涉到炉料的合理应用,认识到了精料出精品的内在含义。
应当说是我们在铸铁件的生产中的一种进步。
到底为什么叫合成铸铁,在铸铁件的生产中,炉料以废钢为主,不加生铁或少用生铁,然后就是加入本厂的回炉料,并用增碳技术达到所需的含碳量,这就叫合成铸铁吗?这种新的配料所获得的铸铁,虽然与老工艺相比在炉料单目上大体相同,只是各组分加入比例不同而已,但在铸铁的性能上有了很大的提高,因此对这种工艺所获得的铸铁,取一个新的名词,叫合成铸铁,表示与原传统工艺的区别。
看到美国铸造协会1974年年刊上一篇有关铸铁生产所用增碳剂的文章内,提到自然界本没有铁元素,它是由铁矿石经高炉用焦炭还原而获得,它把这种铁称之为合成铁,或人造铁(Synthetic iron)因而用这种铁生产的铸铁件叫做合成铸铁也算说得有理。