大型球墨铸铁汽车模具铸件球化级别的提高

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rare
earths,stream inoculation and
SO on
were taken.The results show that spheroidization grade ofthis
ensures
kind of castings were improved significantly’which reaches to the industry standards and quality ofthe castings. ICay woras.auto mould;spheroidization grade;heavy
(2)孕育处理采用两次孕育,一次孕育为在球化
剂上覆盖75Si.Fe,加人量为1.0%~1.2%;二次孕育为
随流孕育,孕育剂为硅钡合金,加入量为0.25%;
(3)球化处理工艺改进,根据处理铁液量的不同,
t、10
t等浇包分别制定了球化控制标准:包底加入
球化剂及覆盖的孕育剂时,制作了专用紧实工具,确 保捣实,上面覆盖专用铁板,严格控制球化反应时问,
Wan—gang,XU Da-yi
Co.,Ltd.,Wuhu 241009,Anhui,China)
(Wuhu
Rayhoo Casting
Abj蛐mct:To improve the spheroidization grade of large ductile iron auto mould castings,measures of using heave
数量受孕育效果影响较大,原来主要采用球化剂上覆 盖孕育剂进行孕育,球墨铸铁的CE当量很高,球墨铸 铁原铁液过冷度很小(大大低于灰铁原铁液),可是球 化反应后,球墨铸铁铁液的过冷度增大很多,原因是
3结论
生产汽车模具大型球墨铸铁铸件时,要求附铸试
样球化级别达到2级时,可采取以下措施。
(1)选用优质炉料,减少炉料中的反球化元素。
指标。大型球墨铸铁模具铸件,按照国际汽车模具行 业标准要求:铸件本体试样球化率应稳定达到90%, 也就是球化级别达到2级,这对模具铸件,尤其是十几 吨、二十几吨的厚壁铸件,是一个不小的挑战。我公
别一部分在3级,大多为4、5级,不能达NAAMS的材 质标准要求,金相组织见图2。
2提高球化级别的试验方案
≤0.06%P,≤0.035%S,0.4%~0.6%Mo,0.4%~
|冬|2
坂】.Z处卿后球苍铸铁的金f¨组争!
O.6%Ni,0.5%~0.7%Cu。球化处理所用球化剂为
收稿日期:2013—10-28收到初稿,2014-014)7收到修订稿。
Fig.2 Ductile iron microstructure after processing using the original process
2.1球化剂的选择
球墨铸铁金相试样球化率(级别)分析发现5 t以下
司通过对球化、孕育处理工艺及球化剂、孕育剂进行 试验、改进,使此类球墨铸铁本体试样的球化级别达
到2级以上,现以D6510材质为例,进行简要说明(以 下试验用铸件单件重量均>10 t,图1)。
H1
试验铸件(壁厚50~200 nlm.重畦>10t)
(2)选用轻稀土和重稀土球化剂搭配使用,充分 利用两种球化剂的优点,解决大断面球墨铸铁件球化 衰退和石墨畸变的问题,可以提高球化级别。
(3)采用一次孕育和瞬时孕育相结合的方式,提 高孕育能力,增加单位面积石墨球数,延长有效孕育
时间,减少衰退。
球化元素Mg、RE同时也是白口倾向非常大的元素,整 个球化反应结束后,铁液的过冷度将达到最大,球化
(4)严格规范球化处理工艺,控制过程参数,保
证生产的稳定性。
参考文献:
[1]1
Shannon 25—29.
Kruse.Wind’s
cast
group[J].Modem Casting,2006(9):
【2】陈子华.厚大球墨铸铁件生产技术[J].现代铸铁,2009(2):30—
32.
ca微量,A1≤3%。调整孕育方式为:一次孕育,将
剂上面覆盖75Si—Fe具有方面是降低过冷度,减少白口
化倾向,另一方面增加结晶核心,提高形核能力,而 最有效的孕育方式为随流孕育(又称瞬时孕育)。专门 设计制作了随流孕育装置,同时选择具有抗孕育衰退 的硅钡孕育剂,粒度为:≤1 nllTl,加入量为0.2%~ 0.5%,其化学成分为65%~70%Si,2.0%~4.O%Ba,
Fig.3 The microstructure ofductile iron processed by heavy and light
rare
earth
70%
earths
30%nodulizer
2.2孕育方式的完善 采用重稀土球化剂使球化等级有了明显的提高, 大部分球化等级达到3级,但是石墨大小和数量达不到 要求,根据球墨铸铁形核理论分析认为,石墨大小和
作者简介:田万刚(1981一),男,工程师,主要从事风电、火电、汽车模具铸铁件生产工艺研究工作。E-mail:twgan91982@163.com
万方数据
铸造
田万刚等:大型球墨铸铁汽车模具铸件球化级别的提高
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球墨铸铁平均球化率为85%,5~10 t的平均球化率为
80%,10
步稳定在90%以上,最后采用的改进方案: (1)球化剂采用各50%的轻稀土和重稀土球化剂, 根据原铁液的S含量调整球化剂的加入量,保持残留镁 0.04%~0.06%,残留稀土0.02%~0.04%:
关键词:汽车模具;球化级别;重稀土;随流孕育 中图分类号:TG255 文献标识码:A
文章编号:1001—4977(2014)03—0296—02
Improvement of Spheroidization Grade of Large Ductile Iron Auto Mould Casting
TIAN
万方数据
盖75Si—Fe,上面覆盖铁屑和铁板,采用直接冲人法进
行球化处理;Mg残0.035%~0.060%,RE残0.02%~ 0.04%。用直径45 rlllTl附铸试棒测试金相组织,球化级
外进口的高端汽车模具,现在基本自足,而且有些模 具已出口国外。汽车模具的发展,尤其是大型拉延模, 离不开优质高端的球墨铸铁铸件;这类铸件不但需要 优越的力学性能,而且要有良好的金相组织,对球墨 铸铁来说,球化等级就是衡量其金相组织的一个关键
间60~80
S,5
t以上80~120 S,从球化结束到浇注完
毕必须控制在15 min以内[3】。通过上述球化、孕育处理
改进试验,球墨铸铁金相组织得到了明显改善,见
图4。

土球化剂,加入量为1.4%,采用冲入法处理,浇注15 重的D6510材质铸件,金相组织见图3。
j.:0:・◆。。书3’oj、
鬻≥搿辫

Fig.I Test castings(wall thickness of50—200 111111.weight>10
1原生产工艺
熔炼设备采用10 t一拖二中频电炉,最大熔炼吨位
20
t,通过倒包,可一次浇注30 t铁液;D6510原铁液
成分:3.5%~3.6%C,1.2%~1.3%Si,≤0.40%Mn,
t以上的平均球化率仅有70%。
随铸件吨位的提高,铸件壁厚也相应增大,铁液 凝固时间长,若使用轻稀土球化剂会出现球化衰退,
使石墨形态畸变,导致球化级别降低。以前使用的主 要是铈基轻稀土球化剂,抗球化衰退能力差;而重稀 土元素具有深度脱氧、脱硫的作用,促进铁液中形成
大量细小的石墨球,延长铁液保持球化效果时间,所 以重稀土球化剂具有良好的抗衰退能力。但是完全使 用重稀土球化剂,易造成石墨球周围不光滑,因此决 对5

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Mar.2014
VoI.63 No.3
FOUNDRY
大型球墨铸铁汽车模具铸件球化级别的提高
田万刚,徐达义
(安徽芜湖瑞鹄铸造有限公司,安徽芜湖241009)
摘要:为提高大型球墨铸铁模具类铸件的球化级别,采用了重稀土、随流孕育等工艺措施。结果表明,此类铸件的
球化级别得到了提高,达到行业标准,铸件内在品质得到了保证。
定重稀土球和轻稀土搭配使用,根据处理铁液量调配 比例,重稀土球化剂牌号为龙钇OGRC一4.5,其主要成
分为:5.0%-6.0%Mg,1.6%-2.4%Ca,1.6%-2.4% RE,43%--47%Si,<1.0%Al。球化剂粒度为
5~25 iTlrn,使用70%的重稀土球化剂,力H30%的轻稀
防止球化反应剧烈、球化剂氧化烧损,5 t以下反应时
rare
the inherent
earths;stream inoculation
随着中国汽车工业的快速发展,中国汽车模具行 业的发展也是突飞猛进,其设计和制造水平大幅提升, 与发达国家的水平差距不断缩小,一些从前需要从国
RE2M96SiFe合金,加入量为1.4%~1.5%,孕育处理采
用75Si—Fe合金,加入量为1.0%。先加入球化剂,再覆
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Fig.4 The final ductile iron microstructure after improvement
75Si—Fe覆盖在包底球化剂上;二次孕育,浇注时用 si—Ba孕育剂对注入浇口杯铁液进行随流孕育[21。 2.3最后确定的改进方案 通过球化剂的调整和孕育方法的改变,球化率逐
[3】姜志超.球墨铸铁铸造新工艺新技术与产品质量缺陷控制[M】.北 京:北方工业出版社,2006:30—35.