铁素体球墨铸铁生产工艺研究要点
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球墨铸铁工艺探析摘要:要想预防球墨铸铁活塞环发生铸造缺陷,应当从实际情况出发,采取有效的工艺措施,减少贴水氧化膜的结膜温度,降低其干扰性。
在发动机运行中,活塞环是不可缺少的重要部件之一,它应具备耐磨、强度高等优点。
目前,随着发动机正呈现向高负荷方向的发展,人们对活塞环的使用性能也在逐渐提高,由于球墨铸铁性能相对较好,所以用球墨铸铁制造的活塞环也逐渐增多。
鉴于此,本文主要分析球墨铸铁工艺。
关键词:球墨;铸铁工艺;措施1、球墨铸铁的凝固特征在球墨铸铁活塞环材料中,含碳质量分数为 4.9% 左右,它属于共晶成分的一种。
众所周知,过共晶成分的铁水经过球化处理之后,在冷却作用下呈现球状的石墨晶核,并且逐渐长大。
当铁水温度降到一定程度的时候,液态奥体体层便会随之凝固,铁水中的碳原子利用奥氏体壳进入石墨内,加快石墨的生长速度,与此同时,铁原子通过石墨界面分散开来,从一定程度上增加了奥氏体壳的厚度和性能。
在这一运行期间,碳原子运行速度一般。
灰铸铁和球墨铸铁的冷却曲线如图 1 所示。
图1图 1 明确显示了球墨铸铁的凝固情况。
从中得出,在共晶凝固过程中,碳原子朝着石墨球扩散较为困难,并且球铁的导热系数和灰铸铁相比较而言,要小很多,散热慢,只有依靠增加过冷度来发展,进而扩大石墨球。
从开始凝固到停止环节中,温度范围较宽,铸件表面凝固之后,仍然存有液体。
从实际情况来看,整个铸件内部呈现糊形,它并不是完全固态的外壳。
球铁的共晶转变过程,只能够在低温下开展,从中可以看出,这一球铁的特点是生长率不高,和共晶团相比较来说,要细得多,并且没有连贯性,整个铸铁断面呈现相互依存的现状,这就是所谓的糊状凝固。
从上面论述可以看出,球铁件的凝固特点,除了铸件表面层次之外,同时还在铸件内部凝固,这样一来,就导致铸件在凝固期间,通道堵塞,引起球铁铸造缺陷性问题。
2、球铁的热处理球铁的机械性能主要取决于金属基体,通过热处理改变基体组织可以显著改善球铁的机械性能。
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。
在灰铸铁中,锰除了强化铁素体和稳定珠光体外,还能减小硫的危害作用,而在球墨铸铁中,由于球化元素具有很强的脱硫能力,因而锰已不再能起这种有益的作用。
v法铸造工艺生产球墨铸铁件的技术总结
球墨铸铁是一种高强度、高韧性、高耐磨性的铸铁材料,广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
而v法铸造工艺是球墨铸铁生产中常用的一种工艺,下面就来总结一下v法铸造工艺生产球墨铸铁件的技术要点。
v法铸造工艺的特点是在铸造过程中加入镁、稀土等元素,通过化学反应使铸铁中的石墨球化成球状,从而提高铸铁的强度和韧性。
在具体操作中,需要注意以下几点:
1. 铸型设计。
铸型的设计应考虑到球墨铸铁的特点,如热膨胀系数、收缩率等,以保证铸件的尺寸精度和表面质量。
2. 铸造温度。
球墨铸铁的铸造温度一般在1350℃左右,需要控制好铸造温度,以保证铸件的组织和性能。
3. 镁、稀土的添加。
镁、稀土的添加量应根据铸件的要求进行调整,一般在0.03%-0.05%之间。
4. 浇注方式。
球墨铸铁的浇注方式应尽量采用自由浇注或低压浇注,以避免铸件内部产生气孔和夹杂。
5. 热处理。
球墨铸铁的热处理一般采用正火+回火的方式,以提高铸件的强度和韧性。
除了以上几点,还需要注意铸造过程中的其他细节,如铸造速度、浇注时间、浇注位置等。
只有在严格控制每个环节的情况下,才能生产出高质量的球墨铸铁件。
v法铸造工艺是球墨铸铁生产中常用的一种工艺,通过控制铸造温度、添加镁、稀土等元素,以及严格控制铸造过程中的各个环节,可以生产出高质量的球墨铸铁件。
球墨铸铁工艺
球墨铸铁是一种具有优异性能的铸铁材料,具有高强度、高韧性和良好的耐腐蚀性能。
它的工艺过程主要包括材料选择、熔炼、浇注、固化和热处理等环节。
球墨铸铁的工艺过程开始于材料选择。
球墨铸铁的主要成分是铸铁和球墨石墨,其中球墨石墨是球墨铸铁得以形成球状断裂的关键因素。
因此,在材料选择过程中需要选择具有合适含碳量和添加剂成分的铸铁。
球墨铸铁的工艺过程中的一个重要环节是熔炼。
熔炼过程中需要控制合金化学成分,通过添加适量的合金元素和添加剂,以提高球墨铸铁的性能。
熔炼温度和时间的控制也是确保铸件质量的重要因素。
浇注是球墨铸铁工艺中的关键步骤之一。
在浇注过程中,需要保证铸液温度适宜,浇注速度均匀稳定,以避免铸件内部产生缺陷。
此外,还需要注意浇注系统的设计,以确保铸液能够均匀地充填到整个铸件中。
固化是球墨铸铁工艺中的另一个重要环节。
固化过程中需要控制冷却速度,以避免铸件产生内部应力和变形。
同时,还需要注意固化温度和时间的控制,以确保铸件在固化过程中获得足够的强度和韧性。
球墨铸铁的工艺还包括热处理。
热处理可以进一步改善球墨铸铁的性能,例如提高硬度和耐磨性。
常用的热处理方法包括退火、正火和淬火等。
球墨铸铁的工艺包括材料选择、熔炼、浇注、固化和热处理等环节。
在每个环节中都需要严格控制工艺参数,以确保球墨铸铁具有优异的性能。
通过合理的工艺设计和优化,可以生产出高质量的球墨铸铁铸件,满足不同工程领域的需求。
球墨铸铁生产工艺流程球墨铸铁是一种由球状石墨组织环绕的铁素体组织,具有优异的机械性能和良好的耐蚀性能。
下面是球墨铸铁的生产工艺流程。
1. 原料准备:将生铁、废钢、废铁等原料按照一定比例混合,以保证合金成分的准确性和均匀度。
2. 原料熔炼:将混合好的原料放入高炉中进行熔炼。
炉温一般为1500-1600℃,炉内的铁液要达到足够的液态度和连续重量。
3. 处理渣出炉:熔炼后,对炉内生成的渣进行处理。
通常会采用机械捞渣或氧气在渣中切割等方式进行处理,以确保铁液的质量。
4. 球化处理:对铁液进行球化处理以生成球状石墨。
一般球化剂为球墨化剂或球化包,在一定温度和时间下进行球化处理,使铁液中原本形成的石墨变成球状。
5. 调质处理:球化处理后,对球化铁液进行冷却,并加入适量的纯铁或调质剂以调整合金成分和控制结晶过程,以提高球墨铸铁的性能。
6. 铸造处理:将调质处理后的球墨铸铁液倒进模具中进行铸造。
模具一般采用砂型或金属型。
铸造过程中要注意温度控制、液态铁的流动和凝固,确保铸件的质量。
7. 淬火处理:对铸件进行淬火处理,以控制铸件的组织和性能。
通常通过加热到适当温度再迅速冷却的方式进行淬火处理。
8. 精加工和检测:对淬火后的铸件进行切削、铣削、磨削等精加工工艺,以获得所需的形状和尺寸。
同时进行外观检验、尺寸测量和力学性能测试等质量检测。
9. 表面处理和涂装:对精加工后的铸件表面进行研磨、喷砂、打磨等处理,以改善表面光洁度和质感。
然后进行涂装,以提高铸件的耐蚀性能和装饰性能。
10. 包装运输:将经过表面处理和涂装的球墨铸铁件进行包装和装箱,以便安全运输和储存。
综上所述,球墨铸铁的生产工艺流程包括原料准备、原料熔炼、处理渣出炉、球化处理、调质处理、铸造处理、淬火处理、精加工和检测、表面处理和涂装以及包装运输等环节。
这些环节相互关联,每个环节都对最终的球墨铸铁产品的质量起着重要的作用。
球墨铸铁生产工艺流程球墨铸铁是一种具有优异性能和广泛应用领域的铸造材料,其生产工艺流程经过多年的发展和改进,逐渐形成了一套较为成熟和稳定的生产流程。
在球墨铸铁的生产过程中,各道工序的执行严格按照规程进行,确保了最终产品的质量和性能稳定。
本文将详细介绍球墨铸铁的生产工艺流程,包括原料选取、熔炼、浇铸、热处理和表面处理等工艺环节,以期能够对相关领域的研究和生产实践提供一定的参考和借鉴。
首先,在球墨铸铁的生产过程中,原料的选取至关重要。
球铁基体是球墨铸铁的主要结构组织,其质量对最终产品的性能有着直接的影响。
因此,在生产中,通常会选择高质量的生铁和废钢作为原料,经过熔炼、脱硫、合金等工艺处理后,得到具有一定化学成分的熔融铁水。
同时,添加适量的球化剂和脱渣剂,能够有效改善熔铁的流动性和净化度,为后续工艺操作奠定基础。
其次,熔炼阶段是球墨铸铁生产中的关键环节。
在高温环境下,将原料中的生铁和废钢等材料完全熔化并混合均匀,以保证最终产品的化学成分符合标准要求。
同时,熔炼过程中需要不断监测和调整炉温、时间、搅拌速度等参数,确保合金元素的均匀分布和条件的达到。
通过严格控制熔铁的质量和温度,可以有效降低气体和夹杂物的含量,从而提高球墨铸铁的密度和力学性能。
在熔炼完成后,即进入了浇铸工艺环节。
浇注过程需要根据铸件的设计要求和结构特点,选择合适的浇注系统和浇注方式,确保熔铁在模具中充分充实并不产生气孔和缺陷。
此外,在浇铸过程中还需要注意铸件的冷却速度和温度分布,通过控制冷却条件可以调节铸件的晶粒大小和组织结构,进而影响其力学性能和耐磨性。
热处理是球墨铸铁生产过程中一个不可忽视的环节。
通过热处理工艺对球墨铸铁进行退火、淬火等处理,可以有效改善其晶粒结构和强度硬度等性能。
退火处理能够消除内应力和提高材料的韧性,适用于一些要求强度和韧性均衡的应用场合;而淬火则是通过快速冷却使材料产生马氏体变换,提高其硬度和耐磨性,广泛用于一些需要强度和硬度的部件制造。
球墨铸铁管生产工艺球墨铸铁管是一种常见的管道材料,具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等特点,在工程建设中得到广泛应用。
下面介绍球墨铸铁管的生产工艺。
球墨铸铁管的生产流程主要包括原料准备、时效处理、造型、脱模、表面处理、球化退火、精加工、质检和包装。
首先是原料准备。
球墨铸铁管的主要原料是铸铁合金和球化剂。
铸铁合金要选用适量的石墨球铁、高铁并添加适量的合金元素以提高合金的性能。
球化剂一般选用稳定镁、稳定钆等。
然后是时效处理。
将铸铁合金和球化剂进行合理的混合,并在定温炉中进行时效处理,使球墨铸铁的成分达到要求。
接下来是造型。
生产球墨铸铁管的常用造型方法包括砂型铸造、金属型铸造和蒸汽模型铸造等。
其中,砂型铸造是最常用的一种方法。
通过砂型铸造,将铸铁合金和球化剂熔化后浇注到砂型中,并在砂型中进行冷却。
脱模是指在球墨铸铁管凝固后将其从砂型中取出的过程。
脱模有两种方法,一种是震砂脱模,即通过震动将球墨铸铁管从砂型中脱落;另一种是水冷脱模,即通过水冷方式将球墨铸铁管从砂型中脱落。
接下来进行表面处理。
对球墨铸铁管进行除毛刺、打砂、喷丸等处理,使其表面光滑,减少表面缺陷。
然后是球化退火。
将球墨铸铁管放入球化炉中进行球化退火处理,使铸铁中的石墨球变为球化石墨球,提高球墨铸铁的韧性和耐腐蚀性能。
接下来是精加工。
通过机械加工、切割、车削等工艺,对球墨铸铁管进行精确加工,使其达到设计要求的尺寸和形状。
然后进行质检。
对球墨铸铁管的物理性能、化学成分、外观质量等进行检测,以确保产品的质量符合标准要求。
最后是包装。
对合格的球墨铸铁管进行包装,使用木箱、布袋等进行包装,以防止运输过程中的损坏。
综上所述,球墨铸铁管的生产工艺包括原料准备、时效处理、造型、脱模、表面处理、球化退火、精加工、质检和包装等环节。
这些工艺步骤保证了球墨铸铁管的质量,使其能够在工程建设中发挥重要作用。
球墨铸铁件生产中若干问题的探讨引言球墨铸铁件是一种广泛应用于工业领域的关键材料,它具有优异的力学性能、可靠的耐磨性和高温稳定性。
然而,在球墨铸铁件生产过程中,我们也面临着一些问题和挑战。
本文将对球墨铸铁件生产中可能出现的若干问题进行探讨,包括原材料选择、铸造工艺、热处理工艺以及质量控制等方面。
原材料选择问题球墨铸铁件的质量主要依赖于原材料的选择。
在选择铸铁基体材料时,需要考虑其化学成分、晶体组织以及机械性能等因素。
同时,球墨铸铁件中球墨的形成与球化剂的选择密切相关。
一个合适的球化剂能够提供足够的含碳量和合适的球化速度,从而形成高质量的球墨组织。
因此,合理选择原材料是保证球墨铸铁件质量的关键一步。
铸造工艺问题铸造是球墨铸铁件生产过程中最关键的环节之一。
在铸造过程中,可能会出现以下几个问题:缩孔缩孔是球墨铸铁件生产中常见的缺陷之一。
缩孔的形成主要是由于金属凝固过程中体积收缩引起的。
为了解决这个问题,可以采取增加浇注温度、增加铸型的顶底部压力和合理设计铸型等措施。
气孔气孔是球墨铸铁件中另一个常见的缺陷。
气孔通常是由于铸造过程中气体无法从熔体中顺利逸出所引起的。
为了避免气孔的生成,可以采取合理的浇注系统设计、增加浇注压力以及合适的浇注速度等措施。
夹杂物是球墨铸铁件中可能出现的另一个问题。
它主要指的是非金属夹杂物,如氧化物、硫化物等。
夹杂物的生成往往与熔体中的气体和杂质有关。
为了减少夹杂物的产生,需要采取适当的熔炼和净化措施,以提高熔体的纯净度。
热处理工艺问题热处理是球墨铸铁件生产过程中不可或缺的一部分,它能够改善球墨铸铁件的力学性能和组织结构。
然而,在热处理过程中也可能出现以下一些问题:马氏体组织不均匀球墨铸铁在热处理过程中需要通过控制冷却速度形成良好的马氏体组织。
然而,由于铸铁件的不均匀性,很容易引起马氏体组织的不均匀分布。
为了解决这个问题,可以通过合理的工艺控制和提高冷却速度的方法来改善马氏体组织的均匀性。
球墨铸铁铸件铸造技术研究进展摘要:随着,我国高新技术的逐渐发展,带动了球墨铸铁技术的完善,产量占铸件总量的比例逐年增加,但高精端的球墨铸铁铸件铸造技术研究和生产仍然是难题。
通过论述球墨铸铁铸件铸造技术中的核心工艺要点,介绍了球墨铸铁铸件铸造技术最新研究进展,在分析部分先进工艺技术的同时展望了研究发展的趋势。
关键字:球墨铸铁;铸件铸造;研究引言所谓的球墨铸铁呈粥状凝固,凝固温度范围宽。
厚大球墨铸铁件由于壁厚大,凝固时间长,石墨球大且少,产生缩孔、缩松的倾向比灰铸铁件大得多。
在工艺设计思路上,有人认为应该遵循顺序凝固的原则,有人认为球墨铸铁件在满足一定条件下,只需要采用小冒口或无冒口也能生产出结构完整的铸件。
对于厚壁大件球墨铸铁件如何解决以上问题,是一个需要克服的难题。
1球墨铸铁铸件生产现状1.1生产现状国际上一些发达国家,针对生产球墨铸铁具有较高的专业技术水平,如在结构复杂、技术条件苛刻、环境条件恶劣的核乏燃料球墨铸铁储运容器铸件生产上德国Siempelkamp公司取得重大成功,该铸件尺寸为φ2500mm×5976mm,壁厚为400mm,总质量为115000kg,其生产工艺控制要求极其严格,是世界球墨铸铁铸件最高水平的代表。
美国通用电器GE公司6兆瓦海上风电是当前全球投入商业运营的最大型风机产品,所用转子铸件直径6900mm,总质量达40000kg,是铸件领域高难薄壁大型旋转产品,不仅要求无结构缺陷,而且在6900mm直径范围内,圆心偏移不能超过15μm,该产品曾先后在意大利、法国等多家工厂进行试制,但因铸造缺陷终未能成功。
国内整体铸造水平相对落后,高精端的球墨铸铁铸件研究和生产仍然是难题,尤其是原材料及工艺控制方面能力仍然较差,目前还未形成大规模百吨级球墨铸铁铸件的生产能力。
国内几个规模较大的球墨铸铁铸件厂商主要以风电铸件研究为主,如无锡一汽铸造、宁波日月铸造、大连重工铸造、宁夏长城须崎、德阳东汽铸造等。
探讨高品质球墨铸铁的熔炼技术高品质球墨铸铁是一种优质的铸造材料,具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
熔炼技术是影响球墨铸铁质量的重要因素之一,对于提高球墨铸铁的综合性能具有重要意义。
本文将探讨高品质球墨铸铁的熔炼技术,为提高球墨铸铁的质量和性能提供参考。
一、熔炼原理及工艺1. 熔炼原理球墨铸铁是以铸铁为基体,球墨为增强相的一种铸造材料。
其熔炼原理主要包括铸铁的熔化和球墨的形成两个过程。
首先是将生铁等原料放入电炉或高炉中进行熔化,然后加入适量的球墨母液,在一定的温度下,球墨母液会在铁水中析出球墨,形成球墨铸铁。
2. 熔炼工艺熔炼工艺是影响球墨铸铁质量的关键因素之一。
一般而言,球墨铸铁的熔炼工艺包括原料的选择、炉料的装料、炉料的熔化、熔炼温度控制、球墨母液的添加、脱硫和调渣等环节。
在熔炼工艺中,需要严格控制各项参数,确保球墨铸铁达到设计要求的化学成分和力学性能。
二、熔炼技术对球墨铸铁质量的影响1. 化学成分球墨铸铁的化学成分是影响其性能的关键因素之一。
熔炼技术可以通过合理选择原料、控制熔炼温度等手段,确保球墨铸铁的化学成分符合标准要求。
特别是需要关注合金元素的含量和控制,合金元素对球墨铸铁的性能有重要影响,需进行精确控制。
2. 球化效果球化效果是球墨铸铁质量的重要指标之一,直接影响着球墨铸铁的力学性能和韧性。
熔炼技术可以通过调整球墨母液的添加量、熔炼温度的控制等手段,提高球墨铸铁的球化率和球化度,确保球墨铸铁具有良好的铸造性能。
3. 气体含量气体含量是影响球墨铸铁质量的重要因素之一。
在熔炼过程中,需要严格控制炉料的熔化温度和时间,防止铁水中氢气和氮气的溶解和析出,避免气孔和气泡的产生。
还需要进行脱氧和脱硫处理,确保球墨铸铁的气体含量符合标准要求。
4. 渣包含量渣包含量是影响球墨铸铁表面质量的重要因素。
在熔炼过程中,需要通过合理的渣处理工艺,控制渣包含量,避免渣夹杂对球墨铸铁的影响。
一般而言,可以采用化验分析或磷化合物添加剂等方法,降低渣包含量。
球墨铸铁的工艺设计简介球墨铸铁是一种重要的材料,具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
它由于球化处理而得名,通过在铸造过程中加入球化剂,使铸件中的碳以球状形式存在,从而提高了其强度和韧性。
本文将探讨球墨铸铁的工艺设计,为制造业者提供参考。
工艺设计的目标球墨铸铁的工艺设计旨在获得理想的铸造性能和机械性能。
具体目标如下:1.获得高品质的球墨铸铁制品,并确保其密度和力学性能符合要求。
2.降低生产成本,提高生产效率。
3.最小化铸造缺陷,如气孔、砂眼和裂纹。
工艺设计步骤1. 材料选择选择适合球墨铸铁生产的原料,包括铸造材料和球化剂。
铸造材料主要有生铁和废钢,而球化剂常采用稀土合金、镁合金等。
合理选择原料可以保证球墨铸铁的质量和性能。
2. 铸型设计根据产品要求和铸造工艺要求进行铸型的设计。
合理的铸型设计可以减少铁水的温度损失,并避免铸造缺陷的发生。
在设计过程中,还需要考虑产品的形状、尺寸和壁厚,以确保产品的一致性和可铸性。
3. 浇注系统设计设计合理的浇注系统可以保证铁水的顺利流动和均匀充填。
浇注系统应包括浇注口、浇道和进水口等组成部分。
通过合理设置浇注系统,可以减少铸件内部的气孔和砂眼等缺陷。
4. 球化处理球化处理是球墨铸铁工艺中的关键步骤。
球化剂的添加量和添加时间是球化处理的关键参数。
正常情况下,球化剂的添加量应控制在一定范围内,以确保球状石墨可以均匀分布在铸件中,从而提高其机械性能。
5. 熔炼工艺控制在球墨铸铁的熔炼过程中,需要注意炉温和熔化时间的控制。
炉温过高可能导致熔体的超热和石墨球化的不完全,而炉温过低则可能影响球墨铸铁的流动性和充填性。
熔炼时间过长会增加能耗和生产成本,而熔炼时间过短可能导致熔体的质量不稳定。
6. 凝固过程控制凝固过程控制是确保球墨铸铁质量的关键环节。
通过合理控制凝固温度和凝固时间,可以使球墨铸铁具有优异的力学性能。
此外,正确的冷却方法和冷却速度也会对凝固过程产生影响。
7. 硬度调控球墨铸铁通常需要进行硬度调控,以满足不同工程应用的要求。
探讨高品质球墨铸铁的熔炼技术高品质球墨铸铁是一种优质的铸铁材料,具有高强度、高韧性和良好的耐腐蚀性能。
它广泛应用于汽车、机械设备、管道工程等领域。
在球墨铸铁的生产过程中,熔炼技术是至关重要的一环,直接影响着产品的质量和性能。
本文将探讨高品质球墨铸铁的熔炼技术,包括原材料选择、炉火控制、冶炼工艺等方面,希望能为相关行业提供一定的参考和借鉴。
一、原材料选择1.1 铁水作为球墨铸铁的基础原料,铁水的质量直接关系到最终产品的质量。
炼钢铁水的含碳量通常在3%~4%之间,在选择时应优先考虑含碳量较高的铁水,以保证球墨铸铁的强度和耐磨性。
1.2 石墨石墨是球墨铸铁中的重要组成部分,对产品的性能有着重要影响。
选择颗粒度适中且分布均匀的石墨粉末,可以有效提高球墨铸铁的韧性和塑性,减少孔洞和缺陷。
1.3 合金添加剂适量的合金添加剂可以改善球墨铸铁的结构和性能,常用的合金添加剂包括硅铁、锰铁、铜、镍等。
合理选择添加剂的种类和比例,可以提高球墨铸铁的强度、硬度和耐磨性。
二、炉火控制2.1 炉型选择球墨铸铁的熔炼通常采用电弧炉或磁力搅拌炉。
电弧炉适合于小批量、多品种的生产,而磁力搅拌炉则适合于大批量、单一品种的生产。
在选择炉型时,需要根据生产规模和产品要求进行合理选择。
2.2 炉温控制炉温是影响球墨铸铁熔炼质量的重要因素之一。
合理的炉温控制可以保证原料充分熔化、合金均匀分布,并且避免合金氧化和挥发。
通常情况下,球墨铸铁的熔炼温度在1400℃~1480℃之间。
2.3 渣皮控制在球墨铸铁的熔炼过程中,产生的渣皮会影响铁水的纯度和合金的分布。
控制渣皮的生成量和质量,可以有效提高球墨铸铁的成型性能和表面光洁度。
采取合适的渣止清理措施,可以有效减少渣皮对产品质量的影响。
三、冶炼工艺3.1 输料顺序合理的输料顺序可以保证原料充分熔化和合金均匀分布。
通常情况下,应先投入高碳铸铁和铸钢等铁素体材料,再加入球化剂和蓝醇尘等合金材料,最后投加石墨和其他增碳剂。
球墨铸铁的工艺原理
球墨铸铁(Ductile Iron)是一种重要的铸铁材料,具有高强度、良好的韧性和耐用性。
其工艺原理主要包括球化处理和铸造工艺两个方面。
1. 球化处理:球墨铸铁的主要特点就是球状石墨(球墨)的存在,球墨可以增加材料的韧性和塑性,使其具有较高的拉伸强度和冲击韧性。
球状石墨的形成是通过在铸造过程中添加球化剂(一般为钆或镧等稀土元素)来达到的。
球化剂的作用是在铸造过程中形成碳化物核,在高温下将镁中的氧原子还原为氧化镁(MgO),释放出活泼的镁原子,与碳原子结合形成石墨球。
球化剂的添加量和方式会影响球墨铸铁的球状石墨形态和数量,因此需要精确控制球化剂的添加。
2. 铸造工艺:球墨铸铁的铸造工艺与普通铸铁类似,但需要更高的浇注温度和降温速率。
在铸造过程中,为了防止铁水中的氧气和其他杂质对球化剂的妨碍,通常会采用滑进式浇注法,即先浇注一部分铁水,再通过浇注剂将剩余的铁水顺滑地倒入模型中。
这样可以保持较高的浇注温度和较快的浇注速度,有利于球化剂发挥作用。
总体而言,球墨铸铁的工艺原理是通过控制球化剂的添加量和方式,以及优化铸造工艺参数,实现球状石墨的形成和分布,从而提高球墨铸铁的力学性能和耐用性。
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【作者单位】海军驻兴平地区军事代表室,陕西兴平 713100;陕西柴油机重工有限公司,陕西兴平 713100;陕西柴油机重工有限公司,陕西兴平 713100;陕西柴油机重工有限公司,陕西兴平 713100【正文语种】中文【中图分类】TG255+.1D O I:10.39 69/j.i s s n.100 6-96 58.2017.05.00 5随着科技的进步,在工程应用中对球墨铸铁的性能有了更高的要求。
球墨铸铁管的生产工艺球墨铸铁管是一种广泛应用于市政工程、建筑工程以及工业设备中的管道材料,具有高强度、耐腐蚀、耐压、耐热、耐磨等优点。
其生产工艺主要包括原料选材、炉型选择、球化处理、浇注工艺以及表面处理等步骤。
首先,在球墨铸铁管的生产过程中,选用的原料主要包括铸铁和锰,这两种原料经过精确的配比,确保合金的成分符合要求。
其中,铸铁是原材料,用于提供球墨铸铁管的力学性能和耐腐蚀性能;而锰则是球化剂,用于使铸铁中的碳以球状形式存在,提高球墨铸铁管材的塑性和韧性。
其次,在炉型选择方面,生产球墨铸铁管常用的炉型有电炉法和保护炉法。
电炉法即采用电炉进行加热熔融铸铁,其工艺流程相对简单,操作方便;保护炉法则是在炉内用适量的保护剂,如锂镁合金,形成保护氛围,起到保护铸铁液池中球化剂的作用。
不论采用哪种炉型,都需要严格控制炉温和时间,确保铸铁和球化剂完全混合,以保证球墨铸铁管的质量。
然后,球化处理是球墨铸铁管生产中的重要一环。
球化处理即将熔融的铸铁液中加入球化剂,并通过搅拌、震动等方式,使球化剂与铸铁充分混合,使铸铁中的石墨以球状存在。
球化处理温度的控制非常关键,温度过高或过低都会导致球墨铸铁管的质量问题。
浇注工艺是生产球墨铸铁管的核心环节。
浇注工艺主要包括铸型的制作、脱模、清理、浇注等步骤。
铸型的制作一般采用砂型或金属型,通过模具对铸铁和球化剂进行浇注。
脱模是指待铸件从砂型或金属型中取出的过程,要确保铁液流平稳,避免产生缺陷。
清理则是将浇注后的球墨铸铁管进行修整和清理,以保证尺寸与表面质量符合要求。
最后,球墨铸铁管的生产工艺还包括表面处理。
球墨铸铁管的表面需要进行防腐蚀处理,以提高其耐腐蚀性能和使用寿命。
常用的表面处理方法有喷涂涂料、热镀锌、喷涂防腐层等。
总之,球墨铸铁管的生产工艺涉及多个环节,每个环节都非常重要。
只有在严格控制工艺流程和质量要求的情况下,才能生产出高质量的球墨铸铁管。
球墨铸铁管的生产工艺球墨铸铁管是一种高强度、高耐腐蚀性的管道材料,广泛应用于城市给水、排水、燃气、暖通等领域。
其生产工艺主要包括原材料准备、铸造、球化、热处理、机械加工和表面处理等环节。
原材料准备是球墨铸铁管生产的第一步。
球墨铸铁管的主要原材料是铸铁和球化剂。
铸铁是由铁、碳、硅、锰等元素组成的合金,而球化剂则是一种能够使铸铁中的碳以球形形式存在的添加剂。
这些原材料需要经过严格的筛选、配比和混合,以确保球墨铸铁管的质量和性能。
铸造是球墨铸铁管生产的核心环节。
铸造过程中,将混合好的原材料倒入铸型中,经过高温熔化、凝固和冷却等过程,最终形成球墨铸铁管的毛坯。
铸造过程需要严格控制温度、时间和压力等参数,以确保球墨铸铁管的内部结构均匀、致密,外观光滑、无缺陷。
接下来,球化是球墨铸铁管生产的重要环节。
球化是指将铸铁中的碳以球形形式存在,从而提高铸铁的强度和韧性。
球化过程需要将毛坯加热至一定温度,然后在球化剂的作用下,使铸铁中的碳以球形形式存在。
球化过程需要严格控制温度、时间和球化剂的用量等参数,以确保球墨铸铁管的强度和韧性达到标准要求。
然后,热处理是球墨铸铁管生产的另一个重要环节。
热处理是指将球化后的毛坯加热至一定温度,然后在一定时间内进行保温和冷却等过程,以改善球墨铸铁管的内部结构和性能。
热处理过程需要严格控制温度、时间和冷却速度等参数,以确保球墨铸铁管的强度、韧性和耐腐蚀性等性能达到标准要求。
机械加工和表面处理是球墨铸铁管生产的最后两个环节。
机械加工是指对球墨铸铁管进行切割、钻孔、车削等加工,以满足不同的使用要求。
表面处理是指对球墨铸铁管进行喷漆、镀锌等处理,以提高其耐腐蚀性和美观度。
球墨铸铁管的生产工艺包括原材料准备、铸造、球化、热处理、机械加工和表面处理等环节。
这些环节需要严格控制各种参数,以确保球墨铸铁管的质量和性能达到标准要求。
沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院 本科生(综合实验研究)任务书
专 业 材料成型及其控制工程 班 级 14110202 学 号 2011041102060 姓 名 贾森 题 目 铁素体球墨铸铁生产工艺研究 时 间 2014.9.26~2014.10.24
课 题 内 容 及 要 求
1、查阅文献资料,掌握球墨铸铁的成分、组织、生产工艺特点,掌握球墨铸铁的性能特点及其应用情况。 2、掌握铁素体球墨铸铁的生产方法,注意合适孕育剂和球化剂的选择。 3、完成合金配料、熔炼以及相应的铸造工艺。 4、制定相关热处理规范,完成铁素体球墨铸铁的热处理工艺。 5、制备金相试样,进行合金的组织观察及分析。 6、提倡新思路、新见解以及团结协作精神。 7、完成综合实验研究论文。
主 要 参 考 资 料
1、陆文华 铸造及其熔炼 机械工业出版社 1981 2、中国机械工程学会铸造专业学会 铸造手册 机械工业出版社 1997 3、崔忠圻 金属学及热处理 机械工业出版社 2000
指导教师 刘 红 日 期 2014.11.9 铁素体球墨铸铁生产工艺研究 1.摘要:铁素体球墨铸铁是基体为铁素体的球墨铸铁,具有一定强度、良好的冲击韧性和塑性,可由铸态或经退火获得。本次实验内容由Q10生铁、硅铁、45#钢、稀土镁合金配料生产Q400-18牌号的铁素体球墨铸铁。使用中频感应电炉熔炼,使用稀土镁合金为球化剂进行了球化处理,使用75%硅铁为孕育剂进行了孕育处理,浇注了试件且进行了热处理,磨制金相。观察并分析铸态金相组织和热处理后的金相组织。研究结果:热处理对球墨铸铁组织影响很大,高温退火消除渗碳体,低温石墨化退转化珠光体为铁素体,使试件基体全部转变为铁素体。保证了铸件的质量。 关键词:球墨铸铁 , 孕育处理 , 球化处理 , 感应熔炼炉
Research on Production Technology of Ferrite Nodular Iron Abstract: Ferrite nodular cast iron is a substrate for ductile iron ferrite, has certain strength, good impact toughness and plasticity, can be obtained by casting orby annealing. The contents of this experiment by Q10 pig iron, ferrosilicon,45# steel, rare earth magnesium alloy ingredient production Q400-18 brand of ferritic nodular cast iron. Smelting in medium frequency induction furnace, the use of rare earth magnesium alloy as the nodulizer of spheroidizing treatment,using 75% ferrosilicon as inoculant was inoculated cast specimens, and theheattreatment, grinding metallographic. Observation and metallographicanalysis of cast and heat treatment State Microstructure after. Results: theheat treatment has great influence on the microstructure of spheroidal graphite cast iron, high temperature annealing to eliminate low temperature graphitization of cementite, pearlite to ferrite back transformation, so that the specimen was transformed to ferrite matrix. To ensure the quality of castings. Keywords:Nodular cast iron ,Inoculation ,The spheroidizing treatment , Induction melting furnace 目 录 第一章 绪论 .……………………………………………………………………………1 1.1 球墨铸铁概况……………………………………………………………………1 1.2 铁素体球墨铸铁的组织…………………………………………………………1 1.3 铁素体球墨铸铁的球化处理……………………………………………………2 1.4 铁素体球墨铸铁的孕育处理……………………………………………………3 1.5 铁素体球墨铸铁的热处理………………………………………………………4 第二章 实验用原材料,仪器设备及实验方法 .………………………………………5 2.1 实验配料…………………………………………………………………………5 2.2 实验设备…………………………………………………………………………7 2.3 实验方法…………………………………………………………………………7 第三章 实验结果及分析 .………………………………………………………………9 3.1 实验结果…………………………………………………………………………9 3.2 组织分析…………………………………………………………………………9 第四章 结论 .…………………………………………………………………………10 参考文献 .………………………………………………………………………………11 1
第一章 概 述 1.1 球墨铸铁概况 我国球墨铸铁生产起步很早,1950年就研制成功并投入生产,至今我国球墨铸铁年产量达230万吨,位于美国、日本之后,居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功,铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。铁素体球墨铸铁指基体中铁素体含量大于80%、余为珠光体 的球墨铸铁,具有良好的塑性和韧性,用于制造受力较大而又承受震动和冲击的零件, 大量用于汽车、农机、船舶、冶金、化工等部门、成为重要的铸铁材料。 目前,我国多数厂家均采用将铸态球墨铸铁进行退火热处理的工艺而生产铁素体球墨铸铁。 1.2 铁素体球墨铸铁的组织 铁素体球墨铸铁是基体为铁素体的球墨铸铁,具有一定强度、良好的冲击韧性和塑性,可由铸态或经退火获得。铁素体球墨铸铁的经典牌号有QT400-18、QT400-15及QT450-10。其性能特点为塑性和韧性较高,强度较低。这种铸铁用于制造受力较大而又承受震动和冲击的零件,汽车底盘以及农机部件如后桥外壳等。目前在国外一些工厂用离心铸造方法大量生产生产的球墨铸铁管亦是铁素体的,用于输送自来水及煤气,这种铸铁管能经受比灰铸铁管高得多的管道压力,并能承受地基下沉以及轻微的地震造成的管道变形,而且具有比钢管高得多的耐腐蚀性能,因而具有高强度的可靠性及经济性。 影响铁素体球墨铸铁塑性的主要因素为化学成分(含硅量)、石墨球的大小及形状、残留的自由渗碳体及夹杂物相、铁素体的晶粒度等。 铁素体球墨铸铁主要成分: (1)碳有利于石墨化和球化,提高碳量有利于发挥材料的韧性。 (2)硅是强烈促进石墨化的元素,有利于提高韧性,硅的孕育作用能细化共晶团和使磷共晶分散。韧性铁素体球铁的终硅含量一般控制在2.7%以下,如果生铁含锰量≤0.5%、磷≤0.7%,则终硅量可放宽至3.0%左右。 (3)锰阻碍渗碳体和珠光体的分解。球铁的激冷倾向本已相当高,故对铁素体球铁应控制锰含量,一般应低于0.4%。对用退火生产的韧性铁素体球铁,其含锰量允许在0.6%。 2
(4)磷在铸铁中会形成脆相,特别是三元磷共晶或复合磷共晶对韧性危害极大,常采用如下措施以削弱磷的有害作用:提高碳量,采取高碳低硅的成分方案,以阻碍三元磷共晶的析出;强化孕育以细化共晶团,使磷共晶分散;920~980摄氏度退火,使三元磷共晶或复合磷共晶转变成二元磷共晶,减少磷共晶的数量,改善球墨形状。采用金属型浇注成麻口,即球墨和莱氏体及渗碳体组织,再经高温退火则可避免产生磷共晶。 (5)硫其含量过高会使球化不稳定,而且会产生过多的硫化物夹杂,严重影响韧性,故要求原铁水硫量尽可能低,最好铁水采取脱硫措施。 1.3 铁素体球墨铸铁的球化处理 加入铁液中能使石墨在结晶生长时长成球状的元素称为球化元素。球化能力强的元素(如镁、铈、钙等)都是很强的脱氧及去硫元素,并且在铁液中不溶解,与铁液中的碳能结合。虽然具有使石墨球化的元素有多种,但在生产条件下,实用的目前是Mg、Ce、(或Ce与La等的混合稀土元素)和Y三种。工业上常用的球化剂即是以这三种元素为基本成分而制成的。我国使用最多的球化剂是稀土镁合金,国外大都采用镁合金和纯镁球化剂。 本次试验选择稀土镁合金球化剂。 用稀土镁合金的球化剂的处理方法: ① 冲入法。稀土镁合金密度较大,与铁液反应平稳,因此国内绝大多数工厂皆用此法生产。 图1.1是冲入法示意图。处理包一般即为浇包,有堤坝试、凹坑试、复包试等多种形式。
图1.1冲入法示意图 1 --- 稀土镁合金 2 --- 铁屑 3 --- 草灰 4 --- 处理包 5 --- 铁液流 6 --- 出铁槽