灰铸铁件生产技术.pdf

Production Techniques生产技术
灰铸铁件生产技术
邹荣剑
(福建天尊铸业有限公司,福建三明365000)
摘要:本文以机床铸件为例,就中频感应电炉熔炼高强度厚大断面灰铸铁件,在熔炼工艺上采取对铁液
进行预处理、强化孕育处理、合金化等工艺措施,减少铸件在冷却过程中的孕育衰退,使铸件厚度在200mm
以上部位的强度、硬度达到标准要求,铸件本体硬度稳定在190HB以上。
关键词:预处理;预处理剂;孕育处理;孕育衰退、铁液质量
中图分类号:TG251;文献标识码:A;文章编号:1006-9658(2014)02-0023-04
D0I:10.3969/j.issn.1006--9658.2014.02.007
近年来,机床的使用精度要求越来越高,对机同一铸件的轨道面硬度差在20HB内。金相组织要
床类铸件的材质要求也在不断的提高;特别是数控求细片状珠光体体积分数不低于95%,渗碳体、磷
机床加工精度要求和使用要求的提高,对机床铸件共晶体积分数均不超过1%。石墨形态以A型为主,
提出了新的要求。笔者公司以生产机床类产品为允许有少量的B型、C型,石墨长度4~6级,要求分
主,其中吨位在20t左右的产品,其铸件结构复杂,布均匀。
壁厚差较大,最薄的地方只有20m,最厚的地方达
造型工艺为呹喃树脂砂手工造型,2台12t的
到了210mm以上,而且用户对材质的要求也比较中频感应电炉熔炼铁液,2个12t的浇包同时浇注。
高,其本体硬度要求达到190~-220HB。
采用包内孕育和随流孕育相结合的复合孕育方式,
铁液经过1520℃温度过热后出炉进行浇注,出炉
1试验条件及方法
温度为1480~1500℃
笔者公司生产的龙门铣床横梁(见图1),材料1.1熔炼所用原材料
牌号为HT300,铸件质量15t,浇注质量19t,铸件
熔炼所用原材料为低碳优质废钢、铸造用生铁
长6650mm,宽1295m,高1248mm,最大壁厚和同类产品回炉铁。废钢为优质螺纹切头,无锈蚀,
为210mm。要求同包铁液浇注单铸试棒(30mm),无油污;生铁为Z18生铁;回炉铁经清砂处理,表面
抗拉强度在300MPa以上,硬度197~248HB;同时光洁。孕育剂为Ba含量10%的Si-Ba孕育剂,主要
要求本体附铸试棒(930mm)的抗拉强度也在300成分见表1。其它合金材料还有Fe-Si、Fe-Mn、Fe
MPa以上,铸件本体轨道面的硬度190-220HB,且Cr
表1Si-Ba孕育剂的化学成分to
%
SI-BA
B
含量
60~65:8.0~12.0「≤3
≤2
余量
1.2检测方法
?.
炉前检测采用浇湿型三角试样检査白口深度,
用激冷铸型(钢模圆柱型杯样)快速观察铁液凝固时
图1铸件示意图
顶部发生的情况。化学成分的检测采用直读光谱仪
收稿日期:2013-11-02
和碳热分析仪相结合的方式进行,10t万能强度
稿件编号:1312-371
试验机检测抗拉强度,布氏硬度计检测硬度,金相显
作者简介:邹荣剑(1974-),男工程帅,主要从事恃铁熔炼的技术微镜检查金相组织。
和质量管理工作。
中国铸造装备与技术2/2014FNTr
生产技术 Production Techniques
1.3试验情况
表6力学性能检测结果
在同一产品上采用不同炉料配比(见表2)进行
项目试抗拉度试硬度木体拉强度本体硬度
试验,对比在两种不同炉料配比下,同时使用高B
/MPA
/HBS
/Mpa
/HBS
复合孕育剂进行孕育处理。采用复合孕育处理,第
方案1
320
238
295
)
次孕育采用包内冲入法,孕育剂加入量为出铁量
方案2
335
242
315
218
的0.30%;浇铸铸件时采用随流孕育方式再次进行
孕育处理,其孕育剂加入量为0.20%。
表2炉料配比
炉料「废钢「回炉料」生铁Fe-SFe-MnFe-Cr
方案1/%60
10
0.60
0.2
0.2
方案1/%70
30
0
0.65
0.2
0.2
由于该产品吨位在15t以上,而且铸件壁厚差
较大,铸件在冷却过程中容易产生孕育衰退和铸件
内应力过大而产生裂纹,因此,在试验过程中,为了
图2方案1的石墨形态(A型+少量的E型,
确保铸件的本体抗拉强度和本体硬度,还添加了
石墨大小4级)
Cu、Cr等合金。Cr合金随炉料一起加入,Cu合金在
出铁时加在包内,该产品炉前化学成分控制范围见
表3,铸件化学成分要求见表4。对两种方案的铸件
本体硬度、单铸试棒分别进行检测,同时取铸件附
铸试棒进行强度和化学成分的检测。
表3炉前化学成分控制要求
化学成分
C
Si
Mn
P
Lr
质量百分数/%
3.2011601.00/Slo006-020
2.90~1.40-0.80
0.100.40
表4铸件化学成分控制要求
图3方案1的珠光体(珠光体体积分数为
98%)
化学成分 C Si Mi
P
S
C
质量百分数/
90~1.70~0.80
0.06-0.20~0.50
3201200100501
0
0.100.400.80
2试验结果及分析
2.1试验结果
单铸试棒化学成分检测结果见表5,单铸试棒
力学性能检测结果见表6,金相组织检测结果如图
2-5所示。可以看出,在化学成分相同的情况下,其
废钢和生铁的加入量对结果有一定的影响,在采用
表5化学成分检测结果
图4方案2的石墨形态(A型,石墨大小4级
项目
C
M
废钢+回炉铁的方案中单铸试棒和铸件本体的力学
方案1%3081.850.960.0560.0780.188
性能和石墨形态均优于废钢+生铁+回炉铁方案。
方案2%3.051870.970.06310.0800.185
2.2铁液质量的影响
cFT中国铸造装备与技术2/2014