球墨鑄鐵球化處理方法

1、球墨鑄鐵球化處理方法1 .表面添加法 2 .沖入法 3 .柱塞法4.壓力添加法 5.其它特殊處理方法中入法所用的鐵水包必須在鐵水包內(nèi)制作凹部，將球化劑裝入其凹部。然后添加覆蓋材料 0.8-1.1 %,;將球化劑蓋嚴(yán)。當(dāng)使用同一的鐵水包連續(xù)處理時(shí)，要確認(rèn)鐵水包凹部無殘留熔融金屬及夾 雜物后，方可投入球化劑。出爐方法：在往鐵水包中沖入鐵水時(shí)，要從凹部裝有球化劑相反一側(cè)沖入 鐵水，以免熔融金屬直接沖入凹部。出鐵速度要快。球化齊I規(guī)格牌號(hào)主要化學(xué)成份 %使用條件規(guī) 格牌號(hào)ReMgSiAlCaBa適 用 鐵 水 種 類處理 溫 度c原鐵 水含S%適用于球 鐵牌號(hào)普 通 型ReSiFeMg5-104-69

2、-1138-44W1.5適量沖 天 爐142014600.08QT500-7QT600-3ReSiFeMg7-86-87-938-44W1.5適量沖 天 爐142014600.08QT500-7QT600-3復(fù) 球 鐵 素 體ReSiFeMg3-82.5-3.57-9 :；8-44W1.5適量適量沖 天 爐 與 電144015200.08QT400 -18QT450 -10型爐ReSiFeMg2-71.5-2.56-8 :；8-44W1.5適量適量電 爐14401520<0.04QT400 -18QT450 -10ReSiFeMg1-60.5-1.55-7 :；8-44W1.5適量適量深

3、 度 脫 硫 鐵 水14401520< 0.01厚大斷面 球鐵專用復(fù) 球 珠 光 體 型ReSiFeMg3-82.5-3.57-9 :；8-44W1.5適量適量沖 天 爐 與 電 爐14201470<0.08QT600 -3QT700 -2ReSiFeMg2-71.5-2.56-8 :；8-44W1.5適量適量電 爐14401520<0.04QT600 -3QT700 -2ReSiFeMg1-70.5-1.56-8 :；8-44W1.5適量適量電 爐14401520< 0.01厚大斷面 球鐵專用鉉基重稀土型YReSiFeMg4-8Y3-57-938-44W1.5適量適量

4、沖 天 爐14201470<0.08適用于對(duì) 本體組織 性能要求 較高的鑄 件及厚大 斷面鑄件YReSiFeMg2-8Y1-37-938-44W1.5適量適量電 爐14401520<0.02肺復(fù)合稀YCeSiFeMg5-84-67-938-44W1.5適量適量沖 天 爐14201470<0.08YCeSiFeMg3-82-47-938-44W1.5適量適量14201500<0.04-2 -1520土型 YCeSiFeMg1-80.5-1.5 7-9 38-44電適爐量14400.015注： YCeSiFeMg3-8主要用于球鐵件生產(chǎn)流水線上，球化處理后在 保溫澆注爐中存

5、放 30 - 60分鐘場合；Ca、Ba與Re、Mg含量可按 用戶要求特殊加工。產(chǎn)品料度與包裝：通常粒度5- 25mm,也可按用戶要求特殊加工，包裝25 Kg。影響鑄態(tài)球鐵生產(chǎn)穩(wěn)定性的因素很多，要穩(wěn)定地生產(chǎn)球墨鑄鐵，必須 在生產(chǎn)中把握好以下幾點(diǎn)：穩(wěn)定的化學(xué)成分和鐵液溫度，準(zhǔn)確的鐵液量，合 適的球化和孕育處理方法，以及可靠的爐前控制。1設(shè)備選擇1.1熔煉設(shè)備選擇熔煉設(shè)備的選用首先是在滿足生產(chǎn)需要的前提下，遵循高效、低耗的原 則。感應(yīng)電爐的優(yōu)點(diǎn)是：加熱速度快，爐子的熱效率較高，氧化燒損較輕， 吸收氣體較少。因此，用中頻電爐熔煉，可避免增硫、磷問題，使鐵水中P不大于0.07%、S不大于0.05%。1.

6、2球化包的確定為了提高球化劑的吸收率，增加球化效果，球化處理包應(yīng)比一般鐵液包 深。球化包的高度與直徑之比確定為2:1。2原材料選擇-4 -2.1爐料選擇球鐵球化劑的加入效果條件是：高碳、低硅、大孕育量。為了穩(wěn)定化學(xué) 成分和有效地控制促進(jìn)白口化元素和反球化元素，保證熔煉鐵水的質(zhì)量，選 用張鋼Z14生鐵，其化學(xué)成分：C >3.3%, Si 1.25%1.60% ,P<0.0%,S< 0.0%。2.2球化劑的選擇球化劑的選用應(yīng)根據(jù)熔煉設(shè)備的不同，即出鐵溫度及鐵液的純凈度（如 含硫量、氧化程度等）而定。我國最常用的是稀土鎂硅鐵球化劑，采用這種 球化劑處理時(shí)，由于合金中含硅量較高，可顯

7、著降低鎂處理時(shí)反應(yīng)的劇烈程 度。同時(shí)也能因增硅而有些孕育作用。電爐生產(chǎn)時(shí)，因溫度相對(duì)較高，所用 球化劑的化學(xué)成分見表1。表1球化劑FeSiMg8Re7化學(xué)成分項(xiàng)目出鐵溫度/CS %球化劑成分/%MgReSi電爐14201480< 0.047.09.06.08.0< 44.03爐前控制3.1化學(xué)成分選擇球鐵原鐵液應(yīng)高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生產(chǎn)球鐵的一個(gè)重要條件。幾種牌號(hào)的球鐵的化學(xué)成分見表 2。3.2球化和孕育處理球化劑加入量應(yīng)根據(jù)鐵液成分、鑄件壁厚、球化劑成分和球化處理過程的吸收率等因素分析比較確定。一般為1.6%2.0%,若球化劑放置時(shí)間較長，則應(yīng)適量多加。球化

8、反應(yīng)控制的關(guān)鍵是鎂的吸收率，溫度高，反應(yīng)激烈，時(shí)間短，鎂燒損多，球化效果差；溫度低，反應(yīng)平穩(wěn)，時(shí)間長，鎂吸收率表2球鐵化學(xué)成分 牌號(hào)CSiMnSPQT400 18 球3.64.10.91.2< 0.4< 0.05< 0.07化前球化后3.54.02.63.2< 0.02QT450 10 球3.64.10.91.2< 0.4< 0.05< 0.07化前球化后3.53.92.53.0< 0.02QT600 3球3.63.90.91.20.60.8< 0.05< 0.07化前球化后35382.22.6< 0.02QT700 2球3.6

9、3.90.91.20.60.8< 0.05< 0.07化前球化后35382125< 0.02高，球化效果好。因此，一般在保證足夠澆注溫度的前提下，宜盡可能降低球化處理溫度，控制在 14201450 C。球化劑要砸成小塊，粒度一般在525mm，加在包底，再在上面加硅鐵和鐵屑。孕育處理是球墨鑄鐵生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它不僅促進(jìn)石墨化，防止自由滲碳體和白口出現(xiàn)，而且有助于球化，并使石墨變得更細(xì)小，更圓整，分布均勻，從而提高球墨鑄鐵的力學(xué)性能。孕育劑一般多采用FeSi75,其加入量根據(jù)對(duì)鑄件的力學(xué)性能要求，一般為0.8%1.0%。孕育劑的粒度根據(jù)鐵液量多少，一般砸成525mm的小

10、塊。孕育劑應(yīng)保持干凈、干燥。球化劑和孕育劑要在出鐵前加入包中，在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，剛出完前一爐鐵后，包很熱，過早加入會(huì)使其粘結(jié)在包底而削弱球化和孕育效果。為了延遲 球化反應(yīng)時(shí)間，增強(qiáng)球化和孕育效果，要在球化劑和孕育劑的上面覆蓋一層 鐵屑。球化處理的方法較多，一般多采用操作簡便的沖入法處理球鐵。3.3球化效果爐前檢驗(yàn)爐前檢驗(yàn)孕育、球化效果好壞，一般采用三角試樣。澆注三角試樣，冷至暗紅色，淬水冷卻，砸斷后觀察斷口。斷口銀白色，尖端白口，中心有疏 松，兩側(cè)凹縮，同時(shí)砸斷時(shí)有電石氣味，敲擊聲和鋼相似，則球化良好，否則球化 不良。3.4澆注由于球鐵液容易出現(xiàn)球化衰退，因此，鐵液球化處理后要盡快澆注，一般在處理

11、后15min內(nèi)澆注完畢，不會(huì)有球化衰退問題。4結(jié)語在生產(chǎn)中，用Z14號(hào)生鐵作原材料，中頻感應(yīng)電爐熔化鐵水，控制鐵水化學(xué)成分為：C3.5%3.99%, Si1.2%1.5%, Pv0.06%, Sv 0.05%。采 用高度與直徑之比為 2 : 1的球化包，把球化劑與孕育劑砸成1020mm小塊，球化劑按1.8%,孕育劑按0.9%比例，向包內(nèi)先加球化劑，再加孕育劑， 最后在上面覆蓋干燥的鐵屑。鐵水在爐中升溫到1480 C左右出鐵，待反應(yīng)結(jié)束后10min內(nèi)澆注完畢。生產(chǎn)的$ 530mm軋機(jī)用球墨鑄鐵梅花套管，其化學(xué)成分為：C3.5%3.8%, Si2.2%2.6%, Mn0.6 %0.8%, S<

12、;0.0為,Pv 0.07%，各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均達(dá)到較高要求，使用效果相當(dāng)理想。使用1 年后證明，球墨鑄鐵本身具有高強(qiáng)度、耐磨、抗熱疲勞等特性，能完全起到 軸聯(lián)接作用；能大大減小噪音、改善工人勞動(dòng)環(huán)境；當(dāng)過冷鋼等超負(fù)荷情況 下，梅花套管能自動(dòng)破裂，起到過載安全保護(hù)作用；還能顯著延長軋輥和梅 花軸的使用壽命。同期相比，軋輥消耗降低8%,梅花軸消耗降低 11%，連同設(shè)備維修工時(shí)減少而使同期產(chǎn)量的提高，共取得經(jīng)濟(jì)效益近7萬元。AAA*球化劑：我國廣泛采用的球化劑是稀土鎂合金 。鎂是重要的球化元素， 但它密度小(1.73g/cm3)、沸點(diǎn)低(1120C),若直接加入鐵液，鎂將浮于 液面并立即沸騰，這不

13、僅使鎂的吸收率降低，也不夠安全。稀土元素包括鈰(Ce)>«( La )>®( Yb)和釔(Y)等十七種元素。稀土的沸點(diǎn)高于鐵 水溫度，故加入鐵水中沒有沸騰現(xiàn)象，同時(shí)，稀土有著強(qiáng)烈的脫硫、去氣能 力，還能細(xì)化組織、改善鑄造性能。但稀土的球化作用較鎂弱，單純用稀土 作球化劑時(shí)，石墨球不夠圓整。稀土鎂合金(其中鎂、稀土含量均小于10% , 其余為硅和鐵)綜合了稀土和鎂的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)合了我國的資源特點(diǎn)，用它 作球化劑作用平穩(wěn)、節(jié)約鎂的用量，還能改善球鐵的質(zhì)量。球化劑的加入量一般為鐵水質(zhì)量的 1.0%1.6%。孕育劑：促進(jìn)鑄鐵石墨化，防止球化元素造成的白口傾向， 使石墨球

14、圓整、 細(xì)化，改善球鐵的力學(xué)性能。常用的孕育劑為含硅75%的硅鐵，加入量為鐵水質(zhì)量的0.4%1.0%。由于球化元素有較強(qiáng)的白口傾向， 故球墨鑄鐵不適合 鑄造薄壁小件。球化處理： 以沖入法最為普遍，如圖 1-50所示。將球化劑放在鐵液包的 堤壩內(nèi)，上面鋪硅鐵粉和稻草灰，以防球化劑上浮，并使其緩慢作用。開始時(shí)，先將鐵液包容量 2/3左右的鐵液沖入包內(nèi)，使球化劑與鐵液充分反應(yīng)。 爾后，將孕育劑放在沖天爐出鐵槽內(nèi)，用剩余的1/3包鐵液將其沖入包內(nèi)，進(jìn)行孕育。BBB*由于原鐵液含硫量較高 ，不可能達(dá)到0 018%的要求，球化劑的加入量需考慮去硫耗鎂量。碳硫分析儀的快速測定 ，能及時(shí)提供原鐵液的含硫量，試

15、驗(yàn) 中原鐵液的含硫量在 0 02%0 03%,去硫耗鎂量在 0 0076%上下波動(dòng)，這在工藝上是可以接受的球化劑的用量直接影響殘余鎂量的多少。如果球化劑加入量過多，就會(huì)引起殘余鎂量過多，雖然不致于影響球化合格率（球徑大小仍屬正常）,但是它會(huì)增加 收縮，引起脆性。同時(shí)由于原鐵液含錳量偏高，球化劑加入量過多，較易出現(xiàn)碳化物，白口傾向嚴(yán)重，導(dǎo)致球數(shù)合格率的下降；如果球化劑加入量過少，就會(huì)導(dǎo) 致殘余鎂量不足，影響球化的合格率，球數(shù)合格率也會(huì)降低。表 1是在正常試 驗(yàn)情況下的結(jié)果，并說明如下：球化劑加入量1 4%時(shí)，由于殘余鎂量不足，出 現(xiàn)蠕蟲狀石墨：加入量1 8%時(shí),由于殘余鎂量過多，出現(xiàn)碳化物，導(dǎo)致

16、球數(shù)下 降，不過二者球徑大小仍合乎要求 ；球化合格率非球化率。鑄鐵的熱處理鑄鐵生產(chǎn)除適當(dāng)?shù)剡x擇優(yōu)學(xué)成分以得到定的組織外，熱處理也是進(jìn) 一步調(diào)整和改進(jìn)基體組織以提高鑄鐵性能的一種重要途徑。鑄鐵的熱處理和鋼的熱處埋有相同之處 ，也有不同之處。鑄鐵的熱處理一般不能改善 原始組織中石墨的形態(tài)和分布狀況。對(duì)灰口鑄鐵來說，由于片狀石墨所引起的應(yīng)力集中效應(yīng)是對(duì)鑄鐵性能起主導(dǎo)作用的困素，因此對(duì)灰口鑄鐵施以熱處理的強(qiáng)化效果遠(yuǎn)不如鋼和球鐵那樣顯著。故友口鑄鐵熱處理工藝主要為退火、正火等。對(duì)于球鐵來說，由于石墨呈球狀，對(duì)基體的割裂作用大 大減輕，通過熱處理可使基作組織充分發(fā)揮作用，從而可以顯著改善球性的機(jī)械性能。

17、故球鐵像鋼一樣，其熱處理工藝有退火、正火、調(diào)質(zhì)、多 溫淬火、感應(yīng)加熱淬火和表面化學(xué)熱處理等。鑄鐵的熱處理工藝：1. 消除應(yīng)力退火由于鑄件壁厚不均勻，在加熱，冷卻及相變過程中，會(huì)產(chǎn)生效應(yīng)力和 組織應(yīng)力。另外大型零件在機(jī)加工之后其內(nèi)部也易殘存應(yīng)力，所有這些內(nèi)應(yīng)力都必須消除。去應(yīng)力退火通常的加熱溫度為500550 C保溫時(shí)間為28h，然后爐冷（灰口鐵）或空冷（球鐵）。采用這種工藝可消除鑄件內(nèi)應(yīng)力的9095%，但鑄鐵組織不發(fā)生變化。若溫度超過550 C或保溫時(shí)間過長，反而會(huì)引起石墨化，使鑄件強(qiáng)度和硬度降低。2. 消除鑄件白口的高溫石墨化退火鑄件冷卻時(shí)，表層及薄截面處，往往產(chǎn)生白口。白口組織硬而脆、加

18、工性能差、易剝落。因此必須采用退火（或正火）的方法消除白口組織。 退火工藝為：加熱到 550- 950C保溫25 h,隨后爐冷到 500550C再 出爐空冷。在高溫保溫期間，游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A,在隨后護(hù)冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發(fā)生石墨化過程。由于滲碳體的分解，導(dǎo)致硬度下降，從而提高了切削加工性。3. 球鐵的正火球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織，并細(xì)化晶粒，均勻組織， 以提高鑄件的機(jī)械性能。有時(shí)正火也是球鐵表面淬火在組織上的準(zhǔn)備、 正 火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950980 C，低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820860C。正火之后一般還

19、需進(jìn)行四人處理，以消除正火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。4. 球鐵的淬火及回火為了提高球鐵的機(jī)械性能，一般鑄件加熱到 Afcl以上3050C （Afcl代表加熱時(shí)A形成終了溫度），保溫后淬入油中，得到馬氏體組織。為 了適當(dāng)降低淬火后的殘余應(yīng)力，一般淬火后應(yīng)進(jìn)行回火， 低溫回火組織為回火馬氏作加殘留貝氏體再加球狀石墨。這種組織耐磨性好，用于要求高耐磨性，高強(qiáng)度的零件。中溫回火溫度為350500 C回火后組織為回火屈氏體加球狀石墨， 適用于要求耐磨性好、具有一定效穩(wěn)定性和彈性的厚件。高溫 回火溫度為500 60DC，回火后組織為回火索氏作加球狀石墨，具有韌性和強(qiáng)度結(jié)合良好的綜合性能，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。5.

20、球鐵的多溫淬火球鐵經(jīng)等溫淬火后可以獲得高強(qiáng)度，同時(shí)兼有較好的塑性和韌性。多 溫淬火加熱溫度的選擇主要考慮使原始組織全部A化、不殘留F，同時(shí)也避免A晶粒長大。加熱溫度一般采用 Afcl以上3050C,等溫處理溫度 為0350 C以保證獲得具有綜合機(jī)械性能的下貝氏體組織。稀土鎂鋁球 鐵等溫淬火后 a b=120（1400MPa , a k=：3.6J/cm2, HRC = 4751 但應(yīng)注意等溫淬火后再加一道回火工序。6. 表面淬火為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，可采用表面淬火。 灰鑄鐵及球鐵鑄件均可進(jìn)行表面淬火。一般采用高（中）頻感應(yīng)加熱表面淬火和電接觸表面淬火。7. 化學(xué)熱處理對(duì)

21、于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蝕的鑄件，可以采用類似于鋼的化 學(xué)熱處理工藝，如氣體軟氯化、氯化、滲硼、滲硫等處理。鑄鐵的熔煉方法及其特點(diǎn)鑄鐵是含碳量大于 2.11或者組織中具有共晶組織的鐵碳合金。工業(yè)上所 用的鑄鐵，實(shí)際上都不是簡單的鐵一碳二元合金，而是以鐵、碳、硅為主要 元素的多元合金。鑄鐵的成分范圍大致為：C2.4-4.0 %,Si0.6-3.0 %,Mn0.2-1.2%,P 0.1-1.2%,S 0.08-0.15%。有時(shí)還加入各種合金元素，以便獲得具有各種性能的合金鑄鐵。根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形態(tài)不同，通常可將鑄鐵分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵及麻口鑄鐵。而灰鑄鐵中又可根據(jù)石墨的形態(tài)不同而分為普通

22、灰鑄鐵，蠕蟲 狀石黑鑄鐵，球黑鑄鐵以及可鍛鑄鐵。灰鑄鐵通常是指具有片狀石墨的灰口鑄鐵，這中鑄鐵具有一定的機(jī)械性 能、良好的鑄造性能以及其它多方面的優(yōu)良性能，因而在機(jī)械制造中業(yè)獲得 最廣泛的應(yīng)用。-13 -表1為灰鑄鐵的新的國家標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)是以灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度作為分級(jí)依 據(jù)的。由于灰鑄鐵對(duì)冷卻速率的敏感性（壁厚效應(yīng)），同一種牌號(hào)鑄鐵在不 同鑄件壁厚條件下的實(shí)際強(qiáng)度有很大的差別（薄壁與厚壁之間在強(qiáng)度上的差別達(dá) 50-80MPa ）。表1灰鑄鐵分級(jí)牌號(hào)抗拉強(qiáng)度MPa(kg/mm2)HT 100> 100 (10.2)HT 150> 150 (15.3)HT 200> 200 (2

23、0.4)HT 250> 250 (25.5)HT 300> 300 (30.6)HT 350> 35(35.7)2球墨鑄鐵及蠕墨鑄鐵球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵一般是用稀土鎂合金對(duì)鐵液進(jìn)行處理，以改善石墨形態(tài)，從而得到比灰鑄鐵有更高機(jī)械性能的鑄鐵。球墨鑄鐵依照其基體和性能特點(diǎn)而分為六種：即鐵素體（高韌性）球墨鑄鐵，珠光體（高強(qiáng)度）球墨鑄鐵，貝氏體（耐磨）球墨鑄鐵，奧氏體一貝氏 體（耐磨）球墨鑄鐵，馬氏體一奧氏體（抗磨）球墨鑄鐵及奧氏體（耐熱、 耐蝕）球墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵具有不同比例的珠光體一鐵素體基體組織。鑄鐵性能與其石墨的 蠕化程度（蠕化率）及基體有關(guān)。在石墨蠕化良好條件下，珠光體蠕墨

24、鑄鐵 的強(qiáng)度和硬度較高，耐磨性強(qiáng)。適于制造耐磨零件，如汽車的剎車鼓等。而 鐵素體蠕墨鑄鐵的導(dǎo)熱性較好，在高溫作用下，不存在珠光體分解問題，組 織較穩(wěn)定，適用于制造在高溫下工作、需要有良好的抗熱疲勞能力、導(dǎo)熱性 的零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋、進(jìn)排氣岐管等。3可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是將白口鑄鐵通過固態(tài)石墨化熱處理（包括有或無脫碳過程） 得到的具有團(tuán)絮狀石墨的鐵碳合金。采用不同的熱處理方法，可以得到具有不 同組織和性能的可鍛鑄鐵，即黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄 鐵。當(dāng)將白口鑄鐵毛坯件在密封的退火爐中進(jìn)行熱處理，即在中性爐氣條件下退火時(shí)，得到的鑄鐵組織中有呈團(tuán)絮狀的石墨（退火碳）存在。這種石墨雖 不很

25、圓整和緊密，但它對(duì)基體的割裂作用則比灰鑄鐵中的片狀石墨要小得 多，因此它能使鑄鐵得到較高的強(qiáng)度及良好的韌性。鑄鐵的基體可以通過熱 處理來加以控制。使之成為鐵素體或珠光體。用這種方法得到的鐵素體基體 可鍛鑄鐵因組織中有石墨存在，因而鑄鐵的斷面呈暗灰色，而在表層經(jīng)常有 薄的脫碳層呈淺灰色，故通稱為黑心可鍛鑄鐵。而珠光體可鍛鑄鐵則是以其 基體命名的。當(dāng)將白口鑄鐵毛坯件在氧化性質(zhì)的爐氣條件下進(jìn)行退火時(shí)，鑄件斷面上從外層到心部，發(fā)生強(qiáng)烈的氧化和脫碳。在完全脫碳層中無石墨存在，鑄鐵的 組織為鑄素體。實(shí)際上，在小斷面尺寸條件下，鑄鐵的組織基本上為單一的 鐵素體和退火碳。而在大斷面尺寸條件下，表層為鐵素體，中

26、間區(qū)域?yàn)橹楣?體和鐵素體及退火碳，而心部區(qū)域則為珠光體及退火碳（間或有少量鐵素 體）。這種鑄鐵斷面由于其心部區(qū)域有發(fā)亮的光澤，而表層色澤較暗，故通 稱為白心可鍛鑄鐵。5鑄鐵的熔煉9.1熔煉對(duì)保證鑄件質(zhì)量的重要性熔煉鐵液是生產(chǎn)鑄鐵件的重要環(huán)節(jié)。鑄件質(zhì)量包括內(nèi)在質(zhì)量、外觀質(zhì)量以及是否形成缺陷等，這些都與鐵液方面因素有直接的關(guān)系。如鐵液的流動(dòng)性、薄壁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件的成型性以及冷隔缺陷等受鐵液溫度的影響，而熔煉的鐵液化學(xué)成分是否符合要求，則對(duì)鑄件的機(jī)械性能有直接的影響。鐵液中的 氣體和非金屬夾雜物含量不僅影響鑄鐵的強(qiáng)度和鑄件的致密度，而且還與鑄件形成氣孔、裂紋等缺陷有關(guān)。隨著機(jī)械制造科學(xué)的發(fā)展，對(duì)鑄鐵

27、提出薄壁、高強(qiáng)度的要求，鑄件的最小壁厚由過去46mm減小至23mm，這要求相應(yīng)提高鐵液澆注溫度。鐵液溫度還對(duì)鑄鐵件的內(nèi)在質(zhì)量有重要的影響，如灰鑄 鐵件的質(zhì)量指標(biāo)（GZ ），即與鐵液溫度有顯明的關(guān)系。在球墨鑄鐵生產(chǎn)方 面，熔煉出鐵液的溫度及原始含硫量成為球化及孕育處理有否成功的先決條 件。9.2對(duì)鐵液質(zhì)量的基本要求1. 出爐溫度不同牌號(hào)灰鑄鐵件的澆注溫度范圍大致為1330-14100C。在一般情況下，鐵液的出爐溫度至少比澆注溫度提高500C，故根據(jù)鑄鐵牌號(hào)（自 HT100至HT350 ）和鑄件結(jié)構(gòu)條件的具體情況，鐵液出爐溫度應(yīng)不低于 1380-14600C。當(dāng)需要澆注特?。?-4mm）鑄件時(shí)，出

28、爐溫度還應(yīng)提高20-300C。為了滿足澆注鑄件的需要，不同牌號(hào)可鍛鑄鐵的出爐溫度應(yīng)不低于1460-14800C。對(duì)球墨鑄鐵及其它變質(zhì)處理的鑄鐵，在其球化一孕育處理過程中鐵液的溫度會(huì)有顯著的下降，為了補(bǔ)償鐵液的溫度損失，需相應(yīng)提高鐵液的出爐溫度。2. 化學(xué)成分熔煉得到的鐵液化學(xué)成分需要滿足鑄件的規(guī)格要求。用沖天爐熔煉時(shí)，配料計(jì)算是保證鐵水化學(xué)成分合乎要求的首要環(huán)節(jié)。即根據(jù)鐵水化學(xué)成分的要求，考慮沖天爐在熔煉過程中元素的變化和爐料的實(shí)際情況，計(jì)算出各種金屬爐料的配合比例。各種牌號(hào)鑄鐵要求的化學(xué)成分隨鑄件壁厚和鑄造方法而異。例如，HT20-40 鑄鐵的化學(xué)成分范圍為：C3.3-3.5%、Si1.5-

29、2.0%、Mn0.5-0.8%、S<0.12%、P<0.25%。用于配置HT20-40的金屬料平均成分如表2。表2配置HT20-40的金屬料平均成分爐料名稱化學(xué)成分%CSiMnPSZ15生鐵4.191.560.760.040.036回爐料3.281.880.660.070.098廢鋼0.150.350.500.050.05所用鐵合金為含硅 45%硅鐵，含錳75%的錳鐵。熔煉過程中元素的變化為：Si -5%、Mn -!0%、S +50%。其配料計(jì)算如下：(1) 計(jì)算爐料中各元素的變化a) 爐料含碳量：C鐵水% = 1.8% + 0.5 C 爐料%已知鐵水所需的平均含碳量為3.4%，按

30、上式算得 C爐料%=3.2% ;b) 爐料含硅量：已知鐵水所需的平均含硅量1.75%，硅的熔煉燒損為15%，則Si 爐料=1.75/ (1-0.15) =2.06% ;c) 爐料含錳量 已知Mn鐵水=0.65%，熔煉燒損20%，故Mn爐料=0.65/ (1-0.20) =0.81% ;d) 爐料含硫量已知S鐵水=0.12%，增硫50%，則：S爐料=0.12/(1+0.5)=0.08% ;e) 爐料含磷量 磷在熔煉過程中變化不大，P爐料=P鐵水<0.25%綜合上列計(jì)算結(jié)果，所需配置的爐料平均化學(xué)成分為：C 爐料 3.2%、Si 爐料 2.06%、Mn 爐料 0.81%、S 爐料 <0

31、.08%、P 爐料<0.25%(2) 初步確定爐料配比a) 回爐料的配比：主要取決于廢品率和成品率，它隨具體生產(chǎn)情況而變 化。此處取20%。b) 新生鐵和廢鋼配比：設(shè)新生鐵為x%,則廢鋼為80%- x%。按爐料所需 含碳量為3.2%，新生鐵、廢鋼、回爐料的含碳量各為 4.19%、0.15%、3.28%，可列出下式：4.19 x +0.15 80- x) +3.28 20=3.2 100得出x =60.0%故鐵料配比為：Z15生鐵60%、廢鋼20%、回爐料20%(3) 然后按上述配比及各種爐料的成分，計(jì)算配合后的爐料成分如表3。表3爐料成分爐料名 稱配 比%C%Si%Mn%S%P%成分?jǐn)?shù)量成分?jǐn)?shù)量成分?jǐn)?shù)量成分?jǐn)?shù)量成分?jǐn)?shù)量Z15生鐵604.192.511.560.940.760.460.0360.0220.040.024回爐料203.280.661.880.380.660.130.0980.0200.070.014廢鋼200.150.030.350.070.500.100.0500.0100.050.010合計(jì)1003.201.390.690.0520.048要求成 分3.202.060.81<0.08V0.25差額0.000.