熱模鑄管生產(chǎn)工藝課件

1、熱模鑄管生產(chǎn)工藝課件熱模鑄管生產(chǎn)工藝課件2015.12.152015.12.15 第一部分第一部分 球墨鑄鐵及其應(yīng)用球墨鑄鐵及其應(yīng)用 第二部分第二部分 離心球墨鑄鐵管離心球墨鑄鐵管 第三部分第三部分 過程質(zhì)量控制過程質(zhì)量控制 鑄鐵嚴(yán)格意義上講有鑄鐵嚴(yán)格意義上講有1515種之多，球墨鑄鐵只是其中一種。之所以稱種之多，球墨鑄鐵只是其中一種。之所以稱球墨鑄鐵是因?yàn)樵阼F水中添加了球化劑，通過球化處理使鑄鐵中的片狀球墨鑄鐵是因?yàn)樵阼F水中添加了球化劑，通過球化處理使鑄鐵中的片狀石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙?，球狀石墨?duì)金屬基體的割裂作用比其它形狀石墨小，石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙?，球狀石墨?duì)金屬基體的割裂作用比其它形狀石墨小，克服了

2、片狀石墨對(duì)鐵基體連續(xù)性的阻止作用，使其具有了卓越的可延性克服了片狀石墨對(duì)鐵基體連續(xù)性的阻止作用，使其具有了卓越的可延性、柔韌性和抗沖擊性。球墨鑄鐵制造工藝自上世紀(jì)、柔韌性和抗沖擊性。球墨鑄鐵制造工藝自上世紀(jì)4040年代被發(fā)現(xiàn)，之后年代被發(fā)現(xiàn)，之后迅速大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，在壓力管道及配件和汽車、機(jī)床、農(nóng)業(yè)等多個(gè)迅速大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，在壓力管道及配件和汽車、機(jī)床、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。領(lǐng)域得到應(yīng)用。一、球墨鑄鐵的特點(diǎn)一、球墨鑄鐵的特點(diǎn) 灰鐵與球鐵在顯微鏡下的組織比對(duì)圖例灰鐵與球鐵在顯微鏡下的組織比對(duì)圖例一、球墨鑄鐵的特點(diǎn)一、球墨鑄鐵的特點(diǎn)1 1、設(shè)備選擇、設(shè)備選擇 1.1 1.1 熔煉設(shè)備的選用首

3、先是在滿足生產(chǎn)需要的前提下，遵循高效、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)電爐加熱速度快，爐子的熱效率較高，氧化燒損較輕低耗的原則。感應(yīng)電爐加熱速度快，爐子的熱效率較高，氧化燒損較輕，吸收氣體較少，可避免增硫、磷問題。，吸收氣體較少，可避免增硫、磷問題。 1.2 1.2 球化包的確定為球化包的確定為了提高球化劑的吸收率，了提高球化劑的吸收率，增加球化效果，球化包應(yīng)增加球化效果，球化包應(yīng)比一般鐵液包較深，球高比一般鐵液包較深，球高度與直徑比為度與直徑比為 2 2：1 1。二、球墨鑄鐵獲得條件二、球墨鑄鐵獲得條件2 2、原材料選擇、原材料選擇 2.1 2.1 選擇

4、球鐵球化劑的加入效果條件是：高碳、低硅、大孕育量。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)成份和有效地控制白口化元素和反球化元素，保證熔煉鐵為了穩(wěn)定化學(xué)成份和有效地控制白口化元素和反球化元素，保證熔煉鐵水的質(zhì)量，其化學(xué)成份為：水的質(zhì)量，其化學(xué)成份為：C C3.33.3，Si 1.25Si 1.251.601.60，Mn 0.4% P0.06Mn 0.4% P0.06，S0.04S0.04。 二、球墨鑄鐵獲得條件二、球墨鑄鐵獲得條件 2.22.2球化劑的選用應(yīng)根據(jù)熔煉設(shè)備的不同及出鐵溫度和鐵液的純凈度（含硫量球化劑的選用應(yīng)根據(jù)熔煉設(shè)備的不同及出鐵溫度和鐵液的純凈度（含

5、硫量、氧化程度等）而定，通常選用稀土鎂合金和鈍化鎂粒兩種球化劑。他們最大的、氧化程度等）而定，通常選用稀土鎂合金和鈍化鎂粒兩種球化劑。他們最大的差異是加入方式不同，鈍化鎂粒的球化過程反應(yīng)較為劇烈，但吸收率相對(duì)較高。差異是加入方式不同，鈍化鎂粒的球化過程反應(yīng)較為劇烈，但吸收率相對(duì)較高。 2.32.3孕育劑是球墨鑄鐵生產(chǎn)過程中必不可少的的一個(gè)因素，它不僅促進(jìn)石墨化孕育劑是球墨鑄鐵生產(chǎn)過程中必不可少的的一個(gè)因素，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，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，更圓整更細(xì)小，更圓整，分布均勻，從而提高球墨鑄鐵的力學(xué)

6、性能。孕育劑的材質(zhì)主要是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分布均勻，從而提高球墨鑄鐵的力學(xué)性能。孕育劑的材質(zhì)主要是質(zhì)量分?jǐn)?shù)72%72%硅鐵合金，必要時(shí)使用添加鈣、鋇的等元素的復(fù)合材料。硅鐵合金，必要時(shí)使用添加鈣、鋇的等元素的復(fù)合材料。 二、球墨鑄鐵獲得條件二、球墨鑄鐵獲得條件3 3、爐前控制、爐前控制 3.1 3.1 控制好硫的含量，是生產(chǎn)球墨鑄鐵的一個(gè)重要條件，原鐵液應(yīng)控制好硫的含量，是生產(chǎn)球墨鑄鐵的一個(gè)重要條件，原鐵液應(yīng)遵循高碳、低硅、低硫、低磷。遵循高碳、低硅、低硫、低磷。 3.2 3.2 球化反應(yīng)控制的關(guān)鍵是鎂的吸收率，鐵液溫度高，反應(yīng)激烈，球化反應(yīng)控制的關(guān)鍵是鎂的吸收率，鐵液溫度高，反應(yīng)激烈，時(shí)間短，鎂燒損

7、多，球化效果差；溫度低，反應(yīng)平穩(wěn)，時(shí)間長，鎂吸收時(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，鎂吸收率提高。因而球化處理時(shí)要根據(jù)工藝條件合理的控制出鐵溫度區(qū)間。率提高。因而球化處理時(shí)要根據(jù)工藝條件合理的控制出鐵溫度區(qū)間。二、球墨鑄鐵獲得條件二、球墨鑄鐵獲得條件 3.3 3.3 爐前檢驗(yàn)孕育、球化效果好壞，可做光譜分析，根據(jù)成分判良好與否。爐前檢驗(yàn)孕育、球化效果好壞，可做光譜分析，根據(jù)成分判良好與否。無光譜條件下，澆注三角試樣冷至暗紅色，淬水冷卻，砸斷后觀察斷口。斷口銀無光譜條件下，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，兩白色，尖端白口，中

8、心有疏松，兩側(cè)凹縮，同時(shí)砸斷時(shí)有電石氣味，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。敲擊聲和鋼相似，則球化良好。 3.4 3.4 球化完成后由于球化作用有衰退現(xiàn)象，因球化完成后由于球化作用有衰退現(xiàn)象，因此必須在此必須在1515分鐘內(nèi)將鐵水處理完畢，否則可引起分鐘內(nèi)將鐵水處理完畢，否則可引起由衰退導(dǎo)致的球化不良。由衰退導(dǎo)致的球化不良。二、球墨鑄鐵獲得條件二、球墨鑄鐵獲得條件1 1、球化率、球化率 根據(jù)球狀石墨個(gè)數(shù)所占石墨總數(shù)的百分比作為球化率，將球化率分根據(jù)球狀石墨個(gè)數(shù)所占石墨總數(shù)的百分比作為球化率，將球化率分為為6 6個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。三、三、 球化分級(jí)評(píng)定（顯微鏡球化分級(jí)評(píng)定（

9、顯微鏡100100倍觀測(cè)）倍觀測(cè)）球化級(jí)別球化級(jí)別說明說明球化率球化率1 1級(jí)級(jí)石墨呈球狀，少量團(tuán)狀，允許極少量團(tuán)絮狀石墨呈球狀，少量團(tuán)狀，允許極少量團(tuán)絮狀95%95%2 2級(jí)級(jí)石墨大部分呈球狀，其余為團(tuán)狀和極少量團(tuán)絮狀石墨大部分呈球狀，其余為團(tuán)狀和極少量團(tuán)絮狀90%90%3 3級(jí)級(jí)石墨大部分呈團(tuán)狀，其余為團(tuán)絮狀，允許極少量蠕蟲狀石墨大部分呈團(tuán)狀，其余為團(tuán)絮狀，允許極少量蠕蟲狀80%80%4 4級(jí)級(jí)石墨呈分散分布的蠕蟲狀、球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀石墨呈分散分布的蠕蟲狀、球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀70%70%5 5級(jí)級(jí)石墨呈聚集分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀石墨呈聚集分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團(tuán)狀、團(tuán)

10、絮狀60%60%6 6級(jí)級(jí)石墨呈聚集分布的片狀、蠕蟲狀，極少量球狀石墨呈聚集分布的片狀、蠕蟲狀，極少量球狀50%50%三、三、 球化分級(jí)評(píng)定（顯微鏡球化分級(jí)評(píng)定（顯微鏡100100倍觀測(cè)）倍觀測(cè)）2 2、石墨大小、石墨大小 石墨球的大小對(duì)力學(xué)性能的影響很大，減石墨球的大小對(duì)力學(xué)性能的影響很大，減 小石墨球徑，增加石墨球在單位面積的個(gè)數(shù)小石墨球徑，增加石墨球在單位面積的個(gè)數(shù)可以明顯地可以明顯地 提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和韌性。提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和韌性。 石墨球徑的減小，使單位面積上球墨鑄石墨球徑的減小，使單位面積上球墨鑄鐵數(shù)量增鐵數(shù)量增 多，可使抗疲勞強(qiáng)度提高，因此，細(xì)化石墨也是提高抗多，

11、可使抗疲勞強(qiáng)度提高，因此，細(xì)化石墨也是提高抗 疲勞強(qiáng)度的一個(gè)要求。疲勞強(qiáng)度的一個(gè)要求。根據(jù)根據(jù)GB/T9441-2009GB/T9441-2009 可將石墨大小劃分可將石墨大小劃分6 6個(gè)等級(jí)：個(gè)等級(jí)： 三、三、 球化分級(jí)評(píng)定（顯微鏡球化分級(jí)評(píng)定（顯微鏡100100倍觀測(cè)）倍觀測(cè)）級(jí)別級(jí)別在在100X100X下觀察下觀察, ,石墨長度石墨長度/mm/mm實(shí)際石墨長度實(shí)際石墨長度/mm/mm3 3252550500.250.250.50.54 4121225250.120.120.250.255 56 612120.060.060.120.126 63 36 60.030.030.060.067

12、 71.51.53 30.0150.0150.030.038 81.51.50.0150.015圖圖 11 7級(jí)級(jí)圖圖 12 8級(jí)級(jí)三、三、 球化分級(jí)評(píng)定（顯微鏡球化分級(jí)評(píng)定（顯微鏡100100倍觀測(cè)）倍觀測(cè)） 18491849年，英國人安德魯年，英國人安德魯遜克（遜克（Andraw ShankAndraw Shank）制造出了第一臺(tái)離心鑄管機(jī)，生產(chǎn)了）制造出了第一臺(tái)離心鑄管機(jī)，生產(chǎn)了長為長為3600mm3600mm、直徑為、直徑為75mm75mm的的離心鑄鐵管離心鑄鐵管。19471947年，英國人煙的莫羅年，英國人煙的莫羅(Morrogh)(Morrogh)發(fā)現(xiàn)了鑄態(tài)發(fā)現(xiàn)了鑄態(tài)下存在球狀石墨

13、的鑄鐵，下存在球狀石墨的鑄鐵，19481948年美國國際鎳公司年美國國際鎳公司(INCO)(INCO)加格奈賓加格奈賓(Gagnebin)(Gagnebin)等通過在鑄鐵等通過在鑄鐵中加中加MgMg，并使其殘留量保持在，并使其殘留量保持在0 004%04%以上，獲得了球墨鑄鐵，此后將此工藝應(yīng)用到了鑄管以上，獲得了球墨鑄鐵，此后將此工藝應(yīng)用到了鑄管生產(chǎn)，制造出球墨鑄鐵管。球鐵管自生產(chǎn)，制造出球墨鑄鐵管。球鐵管自2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代發(fā)明至今僅年代發(fā)明至今僅7070余年歷史，以其強(qiáng)度高、余年歷史，以其強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕、抗震性好、施工方便等多項(xiàng)優(yōu)良特性，成為城鎮(zhèn)供水和低壓供氣的首選韌性好

14、、耐腐蝕、抗震性好、施工方便等多項(xiàng)優(yōu)良特性，成為城鎮(zhèn)供水和低壓供氣的首選管材，是供水管網(wǎng)中使用量最多的一管材，是供水管網(wǎng)中使用量最多的一種管材。種管材。2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代我國開始引進(jìn)離心球墨鑄鐵管年代我國開始引進(jìn)離心球墨鑄鐵管生產(chǎn)設(shè)備和工藝，生產(chǎn)設(shè)備和工藝，9090年代整個(gè)行業(yè)逐步發(fā)展壯大，目前已經(jīng)成為供排水行業(yè)的主流產(chǎn)品。年代整個(gè)行業(yè)逐步發(fā)展壯大，目前已經(jīng)成為供排水行業(yè)的主流產(chǎn)品。 一、離心球管歷史沿革一、離心球管歷史沿革 18091809年，第一個(gè)臥式和立式離心鑄造法獲專利（英國）年，第一個(gè)臥式和立式離心鑄造法獲專利（英國） 1849 1849年，第一臺(tái)離心鑄管機(jī)問世（英國）年，

15、第一臺(tái)離心鑄管機(jī)問世（英國） 1914 1914年，水冷金屬型離心鑄管法研究成功（巴西）年，水冷金屬型離心鑄管法研究成功（巴西） 1917 1917年，砂型法鑄管開始批量生產(chǎn)年，砂型法鑄管開始批量生產(chǎn) （美國）（美國） 1947 1947年，球墨鑄鐵被發(fā)現(xiàn)年，球墨鑄鐵被發(fā)現(xiàn) （英國（英國) ) 1948 1948年，球墨鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)明年，球墨鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)明 （美國）（美國） 1950 1950年，耐熱涂料離心鑄造法應(yīng)用年，耐熱涂料離心鑄造法應(yīng)用 （瑞典）（瑞典） 一、離心球管歷史沿革一、離心球管歷史沿革 離心球管生產(chǎn)原理是將熔化的鐵液通過流槽流入旋轉(zhuǎn)的金屬型筒（離心球管生產(chǎn)原理是將熔化的鐵

16、液通過流槽流入旋轉(zhuǎn)的金屬型筒（管模）內(nèi)，在離心力的作用下布滿金屬型筒，最后凝固成鑄鐵管的一種管模）內(nèi)，在離心力的作用下布滿金屬型筒，最后凝固成鑄鐵管的一種特殊鑄造方法。這種鑄造方法首先要了解鐵液的凝固特點(diǎn)，其次要知道特殊鑄造方法。這種鑄造方法首先要了解鐵液的凝固特點(diǎn)，其次要知道鐵液在摸具內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和離心力的選擇。鐵液在摸具內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和離心力的選擇。 二、離心球管生產(chǎn)原理二、離心球管生產(chǎn)原理 1 1、凝固特點(diǎn)凝固特點(diǎn) 鐵液澆入管模后，受管模壁的激冷作用，在管模附近的鐵液中開始結(jié)晶凝固。隨著結(jié)鐵液澆入管模后，受管模壁的激冷作用，在管模附近的鐵液中開始結(jié)晶凝固。隨著結(jié)晶潛熱垂直于管模壁、連續(xù)地通

17、過管模壁向外散發(fā)，使鑄管由外向內(nèi)順序地結(jié)晶凝固晶潛熱垂直于管模壁、連續(xù)地通過管模壁向外散發(fā)，使鑄管由外向內(nèi)順序地結(jié)晶凝固產(chǎn)產(chǎn)生定向凝固，離心力的作用又使液態(tài)金屬對(duì)流加劇，從而得到按徑向生長的柱狀晶組織。生定向凝固，離心力的作用又使液態(tài)金屬對(duì)流加劇，從而得到按徑向生長的柱狀晶組織。在鑄管外表面結(jié)晶凝固成一層金屬后，在其內(nèi)層的結(jié)晶前沿存在著液固相共存區(qū)。結(jié)晶前在鑄管外表面結(jié)晶凝固成一層金屬后，在其內(nèi)層的結(jié)晶前沿存在著液固相共存區(qū)。結(jié)晶前沿的金屬液仍按慣性運(yùn)動(dòng)，與已凝固的金屬層產(chǎn)生相對(duì)流（滑）動(dòng)，使離心鑄管徑向斷面沿的金屬液仍按慣性運(yùn)動(dòng)，與已凝固的金屬層產(chǎn)生相對(duì)流（滑）動(dòng)，使離心鑄管徑向斷面上出現(xiàn)傾

18、斜柱狀晶。柱狀晶的旋轉(zhuǎn)方向與鑄管成形時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致，在外層的晶體傾斜上出現(xiàn)傾斜柱狀晶。柱狀晶的旋轉(zhuǎn)方向與鑄管成形時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致，在外層的晶體傾斜度較大，越往內(nèi)層，傾斜度越小，最后轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蛑鶢罹?，這種相對(duì)滑動(dòng)還阻礙了樹枝狀度較大，越往內(nèi)層，傾斜度越小，最后轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蛑鶢罹В@種相對(duì)滑動(dòng)還阻礙了樹枝狀晶的發(fā)展，從而使晶粒細(xì)化。晶的發(fā)展，從而使晶粒細(xì)化。 二、離心球管生產(chǎn)原理、離心球管生產(chǎn)原理 1 1、凝固特點(diǎn)凝固特點(diǎn) 澆入旋轉(zhuǎn)管模中的球墨鑄鐵鐵液中常夾有密度與鐵液本身不一樣的異相質(zhì)點(diǎn)，如氣泡澆入旋轉(zhuǎn)管模中的球墨鑄鐵鐵液中常夾有密度與鐵液本身不一樣的異相質(zhì)點(diǎn)，如氣泡、渣粒、析出的初生球狀石墨和

19、共晶團(tuán)、不能互溶的金屬組元液體等。密度較小的顆粒會(huì)、渣粒、析出的初生球狀石墨和共晶團(tuán)、不能互溶的金屬組元液體等。密度較小的顆粒會(huì)向自由表面移動(dòng)（內(nèi)?。?，密度較大的顆粒則往模壁移動(dòng)（外沉）。又由于管模高速轉(zhuǎn)動(dòng)向自由表面移動(dòng)（內(nèi)浮），密度較大的顆粒則往模壁移動(dòng)（外沉）。又由于管模高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力，幫助內(nèi)層未凝固的鐵液浸透入枝晶孔穴，對(duì)定向凝固金屬的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮產(chǎn)生的離心力，幫助內(nèi)層未凝固的鐵液浸透入枝晶孔穴，對(duì)定向凝固金屬的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮，從而獲得致密的鑄件。，從而獲得致密的鑄件。 二、離心球管生產(chǎn)原理、離心球管生產(chǎn)原理徑向柱狀晶徑向柱狀晶傾斜柱狀晶傾斜柱狀晶2 2、鐵液運(yùn)動(dòng)規(guī)律、鐵液運(yùn)動(dòng)規(guī)律

20、鐵液在臥式離心鑄管管模內(nèi)的流動(dòng)過程（澆注成形過程）是一個(gè)較為復(fù)雜鐵液在臥式離心鑄管管模內(nèi)的流動(dòng)過程（澆注成形過程）是一個(gè)較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程，這一運(yùn)動(dòng)過程中同時(shí)伴隨著鐵液的凝固過程。鐵液進(jìn)入管模后受離的運(yùn)動(dòng)過程，這一運(yùn)動(dòng)過程中同時(shí)伴隨著鐵液的凝固過程。鐵液進(jìn)入管模后受離心力的作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到一定值時(shí)，便可以克服重力影響形成心力的作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到一定值時(shí)，便可以克服重力影響形成空腔。（此時(shí)必須嚴(yán)格控制管模的徑跳和轉(zhuǎn)速，否則極易使所形成的空腔上厚薄空腔。（此時(shí)必須嚴(yán)格控制管模的徑跳和轉(zhuǎn)速，否則極易使所形成的空腔上厚薄不均，產(chǎn)生偏心，隨著偏心現(xiàn)象的出現(xiàn)加上鐵液的徑向流動(dòng)

21、使這種現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重不均，產(chǎn)生偏心，隨著偏心現(xiàn)象的出現(xiàn)加上鐵液的徑向流動(dòng)使這種現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，直至凝固成形。）空腔形成過程中不但產(chǎn)生了徑向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)出現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)，直至凝固成形。）空腔形成過程中不但產(chǎn)生了徑向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)出現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)，即流平現(xiàn)象。即流平現(xiàn)象。 二、離心球管生產(chǎn)原理、離心球管生產(chǎn)原理 2 2、鐵液運(yùn)動(dòng)規(guī)律、鐵液運(yùn)動(dòng)規(guī)律 由于鐵液進(jìn)入管模后分布面擴(kuò)寬，溫降增大，凝固加快，因而必須控制好管模傾斜由于鐵液進(jìn)入管模后分布面擴(kuò)寬，溫降增大，凝固加快，因而必須控制好管模傾斜角度及鐵水注入速度（澆注速度角度及鐵水注入速度（澆注速度) )，確保鐵液運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，確保鐵液運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，保證厚度均勻性。保證厚度均勻

22、性。 二、離心球管生產(chǎn)原理、離心球管生產(chǎn)原理 徑向流動(dòng)示意徑向流動(dòng)示意 軸向流動(dòng)示意軸向流動(dòng)示意3 3、離心力、離心力 離心力是指鐵液在金屬型筒內(nèi)所受的旋轉(zhuǎn)力，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比，與旋轉(zhuǎn)離心力是指鐵液在金屬型筒內(nèi)所受的旋轉(zhuǎn)力，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比，與旋轉(zhuǎn)速度的平方成正比。離心力的大小通常使用重力系數(shù)作為依據(jù)，與鐵液的凝固、速度的平方成正比。離心力的大小通常使用重力系數(shù)作為依據(jù)，與鐵液的凝固、流動(dòng)密等密不可分，直接決定著質(zhì)量好壞。為了保證鐵液在金屬型筒內(nèi)有足夠的流動(dòng)密等密不可分，直接決定著質(zhì)量好壞。為了保證鐵液在金屬型筒內(nèi)有足夠的離心力不產(chǎn)生淋落現(xiàn)象，必須保證具有足夠的離心力使鐵液緊貼管模內(nèi)壁，離心力

23、不產(chǎn)生淋落現(xiàn)象，必須保證具有足夠的離心力使鐵液緊貼管模內(nèi)壁， 但但同時(shí)要注意到離心力過大會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問題直接影響產(chǎn)品質(zhì)量！同時(shí)要注意到離心力過大會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問題直接影響產(chǎn)品質(zhì)量！ 二、離心球管生產(chǎn)原理、離心球管生產(chǎn)原理3 3、離心力、離心力 一是管模產(chǎn)生跳動(dòng)造成鑄管壁厚不均勻，冷卻過程中容易發(fā)生彎曲。一是管模產(chǎn)生跳動(dòng)造成鑄管壁厚不均勻，冷卻過程中容易發(fā)生彎曲。 二是造成管壁徑向成份偏析嚴(yán)重，加上軸向流槽鐵液流量的不穩(wěn)定性產(chǎn)生二是造成管壁徑向成份偏析嚴(yán)重，加上軸向流槽鐵液流量的不穩(wěn)定性產(chǎn)生環(huán)裂和縱裂。環(huán)裂和縱裂。 實(shí)踐證明，離心球墨鑄鐵管重力系數(shù)通常為實(shí)踐證明，離心球墨鑄鐵管重力系數(shù)通常為30306

24、060，就可以保證得到致密，就可以保證得到致密的鑄管。在前輩們的研究過程中提出了很多種計(jì)算公式，我們通常采用的計(jì)算公的鑄管。在前輩們的研究過程中提出了很多種計(jì)算公式，我們通常采用的計(jì)算公式有兩個(gè)式有兩個(gè): : 二、離心球管生產(chǎn)原理、離心球管生產(chǎn)原理 3 3、離心力、離心力 二、離心球管生產(chǎn)原理、離心球管生產(chǎn)原理 （1 1）以離心力為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)公式）以離心力為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)公式 式中 金屬液體的密度（N/cm3）； r 鑄管內(nèi)表面半徑（cm）。（2 2）以重力系數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)公式）以重力系數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)公式 式中 G 重力系數(shù)； r 鑄管內(nèi)半徑（cm）。 隨著國家對(duì)地下管網(wǎng)改造力度的不斷加大和科學(xué)技

25、術(shù)的飛速發(fā)展，隨著國家對(duì)地下管網(wǎng)改造力度的不斷加大和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種材質(zhì)管道云集市場(chǎng)，主要有金屬類和非金屬類兩大產(chǎn)品。球墨鑄鐵各種材質(zhì)管道云集市場(chǎng)，主要有金屬類和非金屬類兩大產(chǎn)品。球墨鑄鐵管因能夠較為完全的滿足供水管網(wǎng)的功能管因能夠較為完全的滿足供水管網(wǎng)的功能要求（要求（1 1封閉性能高封閉性能高 2 2輸送水質(zhì)佳輸送水質(zhì)佳 3 3水力水力條件好條件好 4 4設(shè)備控制靈設(shè)備控制靈 5 5建設(shè)投資省）被廣建設(shè)投資?。┍粡V泛采用，當(dāng)然，任何產(chǎn)品都不可能做到泛采用，當(dāng)然，任何產(chǎn)品都不可能做到100%100%的完美，球墨鑄鐵管也不例外。的完美，球墨鑄鐵管也不例外。 三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)三、離

26、心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)1 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： 離心球墨鑄鐵管一問世，就引起了人們的注目，并且發(fā)展極為迅速離心球墨鑄鐵管一問世，就引起了人們的注目，并且發(fā)展極為迅速，其所以如此，主要因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：，其所以如此，主要因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： （1 1）抗拉強(qiáng)度及耐壓性能與鋼管相當(dāng)，耐腐性能優(yōu)于鋼管。實(shí)踐應(yīng)）抗拉強(qiáng)度及耐壓性能與鋼管相當(dāng)，耐腐性能優(yōu)于鋼管。實(shí)踐應(yīng)用證明，其使用壽命可達(dá)用證明，其使用壽命可達(dá)50507070年，是鋼管年，是鋼管壽命的壽命的3 35 5倍。與灰鑄鐵管相比其延伸率較倍。與灰鑄鐵管相比其延伸率較高，具有一定的韌性，克服了灰鑄鐵管的脆性。高，具有一定的韌性，克服了灰鑄鐵管的脆性。

27、三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)1 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： 金屬管材力學(xué)性能比較 三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)項(xiàng)目離心球墨鑄鐵管離心球墨鑄鐵管灰鑄鐵管灰鑄鐵管鋼管鋼管抗拉強(qiáng)度/Pa4.21081.37291084.0207108水壓試驗(yàn)/Pa3.92271061.96131063.9227106延伸率（%）10024耐蝕性能好差較好1 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： （2 2）節(jié)省金屬）節(jié)省金屬 球墨鑄鐵管較灰鐵管平均重量輕球墨鑄鐵管較灰鐵管平均重量輕40%40%，C C級(jí)產(chǎn)品的推廣使金屬用量更級(jí)產(chǎn)品的推廣使金屬用量更少，每年可節(jié)約大量鑄造生鐵。少，每年可節(jié)約大量鑄造生鐵。 三、離

28、心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)灰鐵管1 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： （3 3）施工簡便、綜合工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)）施工簡便、綜合工程造價(jià)經(jīng)濟(jì) 離心球墨鑄鐵管具有一定的強(qiáng)度和離心球墨鑄鐵管具有一定的強(qiáng)度和韌性，重量輕，因此在運(yùn)輸和按裝過程韌性，重量輕，因此在運(yùn)輸和按裝過程中破損率極低，加上采用柔性接口，較中破損率極低，加上采用柔性接口，較之鋁麻和焊接等剛性接口按裝更為方便之鋁麻和焊接等剛性接口按裝更為方便快捷，大大縮短施工周期，降低了施工快捷，大大縮短施工周期，降低了施工費(fèi)用，同時(shí)維護(hù)成本也相對(duì)較低。費(fèi)用，同時(shí)維護(hù)成本也相對(duì)較低。 三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)1 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： （4

29、 4）管網(wǎng)運(yùn)行可靠性高）管網(wǎng)運(yùn)行可靠性高 離心球墨鑄鐵管具有較高的承壓能力和一定的延伸率，又采用柔性接口，離心球墨鑄鐵管具有較高的承壓能力和一定的延伸率，又采用柔性接口，因此，供水的安全可靠性得到保障。橡膠圈密封柔性接口的特點(diǎn)是軸向偏移角為因此，供水的安全可靠性得到保障。橡膠圈密封柔性接口的特點(diǎn)是軸向偏移角為3 35 5角（角（S S型最大偏移角為型最大偏移角為7 7），因此，整條管線具有柔性結(jié)構(gòu)性能，具），因此，整條管線具有柔性結(jié)構(gòu)性能，具有較強(qiáng)的抗震和防基礎(chǔ)下陷的能力。有較強(qiáng)的抗震和防基礎(chǔ)下陷的能力。 三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)1 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： （5 5）耐腐蝕性能

30、好，使用壽命長）耐腐蝕性能好，使用壽命長 球墨鑄鐵管在金屬管材中具有良好球墨鑄鐵管在金屬管材中具有良好的耐腐蝕性能，根據(jù)試驗(yàn)資料顯示，的耐腐蝕性能，根據(jù)試驗(yàn)資料顯示，其壽命是鋼管的其壽命是鋼管的2 23 3倍。倍。 三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)用管實(shí)驗(yàn)用管9090天自來水中腐蝕天自來水中腐蝕（g/cmg/cm2 2）海水中腐蝕海水中腐蝕（mm/mm/年）年）7272小時(shí)小時(shí) 5%5%鹽酸溶液鹽酸溶液（g/cmg/cm2 2）100100 33% 33%硫酸溶液硫酸溶液中（中（mg/cmmg/cm2 2/h/h）球鐵管灰鐵管鋼管0.00900.01030.03960.0660

31、.0730.1300.082100.6899620470250 2 2、缺點(diǎn)、缺點(diǎn) （1 1）產(chǎn)品由液態(tài)變成固態(tài)時(shí)對(duì)合金成份不能互熔或凝固初期析出物）產(chǎn)品由液態(tài)變成固態(tài)時(shí)對(duì)合金成份不能互熔或凝固初期析出物的密度與金屬液體相差較大，易產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，尤其是局部出現(xiàn)時(shí)不能的密度與金屬液體相差較大，易產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，尤其是局部出現(xiàn)時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，形成安全隱患。及時(shí)發(fā)現(xiàn)，形成安全隱患。 （2 2）產(chǎn)品表面較為粗糙，內(nèi)孔精度不高。）產(chǎn)品表面較為粗糙，內(nèi)孔精度不高。 （3 3）制造成本相對(duì)較高，與當(dāng)今市場(chǎng)出現(xiàn)的非金屬管材沒有絕對(duì)優(yōu)）制造成本相對(duì)較高，與當(dāng)今市場(chǎng)出現(xiàn)的非金屬管材沒有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。勢(shì)。 三、離心球鐵管

32、的優(yōu)缺點(diǎn)三、離心球鐵管的優(yōu)缺點(diǎn) 球墨鑄鐵管屬壓力管材，不同于普通鑄造，球墨鑄鐵管屬壓力管材，不同于普通鑄造，產(chǎn)品一旦出現(xiàn)問題將造成巨大損失，甚至不可產(chǎn)品一旦出現(xiàn)問題將造成巨大損失，甚至不可彌補(bǔ)。因而在大批量流水生產(chǎn)中必須加強(qiáng)對(duì)生彌補(bǔ)。因而在大批量流水生產(chǎn)中必須加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 1 1、鐵液的化學(xué)成分范圍及其穩(wěn)定性、鐵液的化學(xué)成分范圍及其穩(wěn)定性 鐵液的化學(xué)成分控制在一個(gè)相當(dāng)窄的范圍內(nèi)，要求生產(chǎn)中在熔煉設(shè)鐵液的化學(xué)成分控制在一個(gè)相當(dāng)窄的范圍內(nèi)，要求生產(chǎn)中在熔煉設(shè)備、操作工藝和原輔材料質(zhì)量等方面?zhèn)洹⒉僮鞴に嚭驮o材料質(zhì)量等方面確

33、?；瘜W(xué)成分的穩(wěn)定性，為球化確?；瘜W(xué)成分的穩(wěn)定性，為球化孕孕育處理工藝和質(zhì)量的穩(wěn)定創(chuàng)造基本條育處理工藝和質(zhì)量的穩(wěn)定創(chuàng)造基本條件，進(jìn)而保證金相組織和力學(xué)性能的件，進(jìn)而保證金相組織和力學(xué)性能的穩(wěn)定。穩(wěn)定。 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制 1 1、鐵液的化學(xué)成分范圍及其穩(wěn)定性、鐵液的化學(xué)成分范圍及其穩(wěn)定性 球化成份要求球化成份要求（注：（注：C C、SiSi含量根據(jù)口徑的不同做相對(duì)調(diào)整，口徑大，含量根據(jù)口徑的不同做相對(duì)調(diào)整，口徑大， C C 要低，保證要低，保證CECE受控）受控） 生產(chǎn)過程中鐵液制備方面必須嚴(yán)格控制以下條件：生產(chǎn)過程中鐵液制備方面必須嚴(yán)格控制以下條件： （1 1）原輔材料的質(zhì)量）原

34、輔材料的質(zhì)量 ； （2 2）熔煉過程）熔煉過程 ； （3 3）嚴(yán)格監(jiān)控鐵液的化學(xué)成份。）嚴(yán)格監(jiān)控鐵液的化學(xué)成份。 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制項(xiàng)項(xiàng) 目目CSiMnPSCE含量要求（%）3.43.81.82.40.40.070.0104.04.4波動(dòng)范圍要求（%）0.150.150.10.010.0050.22 2、微量元素對(duì)材質(zhì)的影響、微量元素對(duì)材質(zhì)的影響 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制序號(hào)序號(hào)元素元素質(zhì)量影響質(zhì)量影響1銅在共析轉(zhuǎn)變時(shí)能顯著地穩(wěn)定和細(xì)化珠光體，其促進(jìn)珠光體能在共析轉(zhuǎn)變時(shí)能顯著地穩(wěn)定和細(xì)化珠光體，其促進(jìn)珠光體能力為錳的力為錳的3 3倍。含有倍。含有0.4%0.4%0.6%0

35、.6%的銅可獲得的銅可獲得97%97%以上的珠光體，以上的珠光體，離心球墨鑄鐵管中含離心球墨鑄鐵管中含CuCu量應(yīng)量應(yīng)0.1%0.1%。2鉻和釩強(qiáng)烈促進(jìn)碳化物形成，且十分穩(wěn)定。它們又強(qiáng)烈地穩(wěn)定珠光強(qiáng)烈促進(jìn)碳化物形成，且十分穩(wěn)定。它們又強(qiáng)烈地穩(wěn)定珠光體，其含量超過體，其含量超過0.05%0.05%時(shí)，就使珠光體數(shù)量大量增加，一般要時(shí)，就使珠光體數(shù)量大量增加，一般要求求CrCr0.05%0.05%，V V0.03%0.03%。3錫強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光體，其作用是銅的強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光體，其作用是銅的8 81212倍，錫含量為倍，錫含量為0.04%0.04%0.06%0.06%時(shí)，可獲得幾乎時(shí)，可獲得幾乎100%

36、100%的珠光體，錫還會(huì)阻礙石墨球化，的珠光體，錫還會(huì)阻礙石墨球化，一般要求一般要求SnSn0.02%0.02%。4銻可以細(xì)化石墨，改善石墨形態(tài)，超出此限會(huì)引起石墨畸變?？梢约?xì)化石墨，改善石墨形態(tài)，超出此限會(huì)引起石墨畸變。稀土與銻復(fù)合孕育可以防止產(chǎn)生石墨畸變。銻強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光稀土與銻復(fù)合孕育可以防止產(chǎn)生石墨畸變。銻強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光體，當(dāng)其值體，當(dāng)其值0.03%0.03%時(shí)會(huì)引起脆性，一般要求時(shí)會(huì)引起脆性，一般要求SbSb0.01%0.01%。2 2、微量元素對(duì)材質(zhì)的影響、微量元素對(duì)材質(zhì)的影響 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制序號(hào)序號(hào)元素元素質(zhì)量影響質(zhì)量影響5硼硼強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光體，強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光體，0.0

37、02%0.002%硼就能在晶間形成非常穩(wěn)定的碳化硼就能在晶間形成非常穩(wěn)定的碳化物，它很難通過熱處理將其去除。當(dāng)硼量增加（達(dá)到物，它很難通過熱處理將其去除。當(dāng)硼量增加（達(dá)到0.1%0.1%0.2%0.2%）時(shí)，會(huì)使石墨形狀變?yōu)槠瑺?，一般要求）時(shí)，會(huì)使石墨形狀變?yōu)槠瑺睿话阋驜 B0.005%0.005%。6鈦鈦是強(qiáng)烈的球化干擾元素。鈦在球墨鑄鐵中使球狀石墨發(fā)生畸是強(qiáng)烈的球化干擾元素。鈦在球墨鑄鐵中使球狀石墨發(fā)生畸變，球化率降低，嚴(yán)重地影響力學(xué)性能，一般要求其含量變，球化率降低，嚴(yán)重地影響力學(xué)性能，一般要求其含量TiTi0.04%0.04%。7鉛鉛 強(qiáng)烈地阻礙球狀石墨的形成。當(dāng)其含量超過強(qiáng)烈地阻

38、礙球狀石墨的形成。當(dāng)其含量超過0.009%0.009%時(shí)，會(huì)使時(shí)，會(huì)使片狀石墨數(shù)量顯著地增加，而球狀石墨數(shù)量迅速下降，鑄鐵片狀石墨數(shù)量顯著地增加，而球狀石墨數(shù)量迅速下降，鑄鐵中全部石墨變?yōu)槠瑺?。?dāng)球鐵中有含中全部石墨變?yōu)槠瑺?。?dāng)球鐵中有含0.04%0.04%i i時(shí)，鉛的反球時(shí)，鉛的反球化作用甚至含量在化作用甚至含量在0.004%0.004%時(shí)也會(huì)顯示出來。在厚壁球鐵件中，時(shí)也會(huì)顯示出來。在厚壁球鐵件中，鉛的有害作用特別強(qiáng)烈鉛的有害作用特別強(qiáng)烈。2 2、微量元素對(duì)材質(zhì)的影響、微量元素對(duì)材質(zhì)的影響 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制序號(hào)序號(hào)元素元素質(zhì)量影響質(zhì)量影響8鉍鉍量超過量超過0.003%0.

39、003%時(shí)，會(huì)使片狀石墨數(shù)量急劇增加，球墨鑄鐵的時(shí)，會(huì)使片狀石墨數(shù)量急劇增加，球墨鑄鐵的力學(xué)性能顯著變壞。其含量超過力學(xué)性能顯著變壞。其含量超過0.005%0.005%時(shí)，可全部阻止球狀時(shí)，可全部阻止球狀石墨的形成。在緩慢的冷卻條件下和存在一定量的鈦時(shí)，石墨的形成。在緩慢的冷卻條件下和存在一定量的鈦時(shí)，0.001%0.001%0.002%0.002%鉍量也會(huì)出現(xiàn)全部片狀石墨。近期試驗(yàn)證明，鉍量也會(huì)出現(xiàn)全部片狀石墨。近期試驗(yàn)證明，少量鉍（少量鉍（Bi=0.01%Bi=0.01%0.02%0.02%）與稀土復(fù)合作孕育劑時(shí)，由于其）與稀土復(fù)合作孕育劑時(shí)，由于其十分強(qiáng)烈的增加石墨數(shù)的能力而改善球狀石墨

40、形態(tài)。十分強(qiáng)烈的增加石墨數(shù)的能力而改善球狀石墨形態(tài)。9砷和鋁砷和鋁均為球化干擾元素，其含量低時(shí)對(duì)球化影響不大，一般要求均為球化干擾元素，其含量低時(shí)對(duì)球化影響不大，一般要求AsAs、AlAl均要均要0.02%0.02%。 鐵液中總干擾元素含量要求鐵液中總干擾元素含量要求: : Ti% + Cr% + Sn% + V% + Sb% + Pb% + Zn% Ti% + Cr% + Sn% + V% + Sb% + Pb% + Zn% 0.1%0.1%3、金相組織檢驗(yàn)、金相組織檢驗(yàn) 鐵液的化學(xué)成份、球化鐵液的化學(xué)成份、球化- -孕育處理、冷卻速度和退火處理等都將直接孕育處理、冷卻速度和退火處理等都將直

41、接影響鑄管最后的金相組織，而金相組織又決定鑄管的力學(xué)性能。因此為影響鑄管最后的金相組織，而金相組織又決定鑄管的力學(xué)性能。因此為得到合適的力學(xué)性能，對(duì)金相組織應(yīng)作如下控制：得到合適的力學(xué)性能，對(duì)金相組織應(yīng)作如下控制： （1 1）嚴(yán)格將球化率控制在）嚴(yán)格將球化率控制在3 3級(jí)以內(nèi)，當(dāng)級(jí)以內(nèi)，當(dāng)金相組織中出現(xiàn)金相組織中出現(xiàn)4 45 5級(jí)甚至蠕蟲狀石墨后級(jí)甚至蠕蟲狀石墨后，使鑄管的力學(xué)性能特別是塑性大為降低，使鑄管的力學(xué)性能特別是塑性大為降低，因此需要作力學(xué)性能檢測(cè)和耐水壓試驗(yàn)，因此需要作力學(xué)性能檢測(cè)和耐水壓試驗(yàn)，都合格后才能進(jìn)入下道工序。都合格后才能進(jìn)入下道工序。 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制3

42、、金相組織檢驗(yàn)、金相組織檢驗(yàn) （2 2）石墨大小一般以）石墨大小一般以6 6級(jí)以上，均勻性較好、彌散分布的即可。級(jí)以上，均勻性較好、彌散分布的即可。 （3 3）球墨鑄鐵管屬鐵素體基體，珠光體過高將降低塑性，因此根據(jù)口徑不）球墨鑄鐵管屬鐵素體基體，珠光體過高將降低塑性，因此根據(jù)口徑不同珠光體控制含量也不盡相同，熱模一般控制在同珠光體控制含量也不盡相同，熱模一般控制在25%25%以內(nèi)。以內(nèi)。 （4 4）滲碳體會(huì)使鑄件的硬度提高，脆性變大，延伸率大幅降低，當(dāng)超過）滲碳體會(huì)使鑄件的硬度提高，脆性變大，延伸率大幅降低，當(dāng)超過3%3%是即會(huì)出現(xiàn)上述狀況，因此必須嚴(yán)加控制和消除。是即會(huì)出現(xiàn)上述狀況，因此必須

43、嚴(yán)加控制和消除。 （5 5）磷共晶降低鑄件的韌性，當(dāng)含量不超過）磷共晶降低鑄件的韌性，當(dāng)含量不超過1%1%時(shí)一般不會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生影響時(shí)一般不會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生影響。 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制4 4、力學(xué)性能、力學(xué)性能 目前相關(guān)球墨鑄鐵的各種標(biāo)準(zhǔn)中主要以力學(xué)性能為依據(jù)，判斷鑄件目前相關(guān)球墨鑄鐵的各種標(biāo)準(zhǔn)中主要以力學(xué)性能為依據(jù)，判斷鑄件的合格與否。的合格與否。 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制4 4、力學(xué)性能、力學(xué)性能 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制鑄件類型鑄件類型最小抗拉強(qiáng)度最小抗拉強(qiáng)度Rm/Mpa最小延伸率最小延伸率A(%)布氏硬度布氏硬度HBSDN402600DN401000DN11002

44、600離心鑄鐵管420129230管件、附件、非離心鑄鐵管42055250鑄造種類鑄造種類鑄件、試樣厚度鑄件、試樣厚度試棒方法試棒方法A試棒方法試棒方法B公稱直徑/mm公稱面積SO/mm2公稱直徑/mm直徑偏差/mm球墨鑄鐵6mm2.552.520.016e83.5103.570.028e125205.050.02126306.180.034 4、力學(xué)性能、力學(xué)性能 生產(chǎn)中注意事項(xiàng)：控制好鑄管的化學(xué)成分和金相組織，一般力學(xué)性能不會(huì)生產(chǎn)中注意事項(xiàng)：控制好鑄管的化學(xué)成分和金相組織，一般力學(xué)性能不會(huì)產(chǎn)生問題，但在實(shí)際生產(chǎn)中力學(xué)性能仍有波動(dòng)。在質(zhì)量控制中還應(yīng)注意以下兩個(gè)產(chǎn)生問題，但在實(shí)際生產(chǎn)中力學(xué)性能

45、仍有波動(dòng)。在質(zhì)量控制中還應(yīng)注意以下兩個(gè)方面：一是管壁內(nèi)側(cè)的夾渣和石墨漂浮問題。鑄管的力學(xué)性能試棒正常在插口部方面：一是管壁內(nèi)側(cè)的夾渣和石墨漂浮問題。鑄管的力學(xué)性能試棒正常在插口部位切取，而工藝特點(diǎn)又決定其斷面的內(nèi)層有較多的夾渣和漂浮石墨的積聚而影響位切取，而工藝特點(diǎn)又決定其斷面的內(nèi)層有較多的夾渣和漂浮石墨的積聚而影響力學(xué)性能的檢測(cè)，這除了在生產(chǎn)中嚴(yán)格控制鐵液化學(xué)成分中碳當(dāng)量和鐵液中渣量力學(xué)性能的檢測(cè)，這除了在生產(chǎn)中嚴(yán)格控制鐵液化學(xué)成分中碳當(dāng)量和鐵液中渣量外，在制取力學(xué)性能試棒時(shí)也應(yīng)盡量避免發(fā)生此類問題。二是終硅量高引起材質(zhì)外，在制取力學(xué)性能試棒時(shí)也應(yīng)盡量避免發(fā)生此類問題。二是終硅量高引起材質(zhì)的

46、低溫脆性問題。不同終硅量的離心球墨鑄鐵管的沖擊韌性也不一樣，尤其在低的低溫脆性問題。不同終硅量的離心球墨鑄鐵管的沖擊韌性也不一樣，尤其在低溫環(huán)境下沖擊韌性大為降低，通過實(shí)驗(yàn)證明，鑄管的終硅量要作必要的控制，一溫環(huán)境下沖擊韌性大為降低，通過實(shí)驗(yàn)證明，鑄管的終硅量要作必要的控制，一般應(yīng)般應(yīng)3.0%3.0%。 一、內(nèi)在質(zhì)量控制一、內(nèi)在質(zhì)量控制 鑄管的模具主要是管模、芯合等金屬模具，其尺寸精度直接影響鑄鑄管的模具主要是管模、芯合等金屬模具，其尺寸精度直接影響鑄管的尺寸精度，因在長期使用中會(huì)出現(xiàn)磨損、疲勞等現(xiàn)象，所以必須制管的尺寸精度，因在長期使用中會(huì)出現(xiàn)磨損、疲勞等現(xiàn)象，所以必須制定較短周期的檢測(cè)，確

47、保使用精度不出現(xiàn)較大偏差。另外鐵液成份、澆定較短周期的檢測(cè)，確保使用精度不出現(xiàn)較大偏差。另外鐵液成份、澆注工藝和退火工藝的不確定因素也會(huì)導(dǎo)致鑄管尺寸發(fā)生變化。注工藝和退火工藝的不確定因素也會(huì)導(dǎo)致鑄管尺寸發(fā)生變化。 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制球管膠圈1 1、砂芯對(duì)尺寸的影響砂芯對(duì)尺寸的影響 大管徑鑄管的承口砂芯由于外形尺寸大，一般采用冷硬樹脂砂法手工制芯大管徑鑄管的承口砂芯由于外形尺寸大，一般采用冷硬樹脂砂法手工制芯。由于砂芯對(duì)鑄管的收縮起一定的阻礙作用，實(shí)際設(shè)計(jì)中鑄鐵芯盒的內(nèi)腔尺寸收。由于砂芯對(duì)鑄管的收縮起一定的阻礙作用，實(shí)際設(shè)計(jì)中鑄鐵芯盒的內(nèi)腔尺寸收縮率取縮率取0.8%0.8%0.95

48、%0.95%較為合適。一般管徑較小的鑄管承口砂芯的芯盒收縮率取上較為合適。一般管徑較小的鑄管承口砂芯的芯盒收縮率取上限，管徑較大的鑄管承口砂芯的芯盒收縮率限，管徑較大的鑄管承口砂芯的芯盒收縮率取下限。取下限。此外，為提高鑄管承口內(nèi)腔的表面此外，為提高鑄管承口內(nèi)腔的表面光潔度，承口砂芯上涂刷約光潔度，承口砂芯上涂刷約0.20.20.5mm0.5mm厚的厚的涂料涂料，涂料厚度雖對(duì)鑄管的尺寸精度影響不，涂料厚度雖對(duì)鑄管的尺寸精度影響不大，但在嚴(yán)格控制鑄管尺寸時(shí)還是應(yīng)當(dāng)考慮大，但在嚴(yán)格控制鑄管尺寸時(shí)還是應(yīng)當(dāng)考慮并控制涂料厚度這個(gè)因素。并控制涂料厚度這個(gè)因素。 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制2 2、鐵

49、液成份的影響、鐵液成份的影響 鐵液中鐵液中C C、SiSi是影響鑄管尺寸變化的主要元素，是影響鑄管尺寸變化的主要元素，C C含量的高低決定了含量的高低決定了組織中石墨含量的多少，石墨含量越高，形成石墨球的概率越大，體積組織中石墨含量的多少，石墨含量越高，形成石墨球的概率越大，體積膨脹越大；膨脹越大；SiSi是促石墨化元素，固溶狀態(tài)的是促石墨化元素，固溶狀態(tài)的SiSi對(duì)體積的影響較小，它對(duì)對(duì)體積的影響較小，它對(duì)體積的影響主要是因?yàn)槭饔茫虼梭w積的影響主要是因?yàn)槭饔?，因此C C、SiSi含量越高，共析轉(zhuǎn)變析出含量越高，共析轉(zhuǎn)變析出石墨量就越大，尺寸漲大量也高。石墨量就越大，尺寸漲大量也

50、高。 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制3 3、澆注工藝的影響、澆注工藝的影響 （1 1）隨流孕育：主要是增加石墨核心，增強(qiáng)石墨化效果，因此，增）隨流孕育：主要是增加石墨核心，增強(qiáng)石墨化效果，因此，增加隨流孕育劑量鑄管縮尺變大，反之變小。加隨流孕育劑量鑄管縮尺變大，反之變小。 （2 2）澆注溫度和冷卻速度：澆注溫度高、冷卻速度慢，容易導(dǎo)致組）澆注溫度和冷卻速度：澆注溫度高、冷卻速度慢，容易導(dǎo)致組織疏松，同時(shí)，織疏松，同時(shí)，石墨球容易長大石墨球容易長大，導(dǎo)致鑄態(tài)組織，導(dǎo)致鑄態(tài)組織體積增大，反之體積增大，反之鑄態(tài)組織體積變鑄態(tài)組織體積變小。小。 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制4 4、熱處理工藝的影

51、響、熱處理工藝的影響 熱處理的主要作用是促使共晶滲碳體、珠光體分解和轉(zhuǎn)變，使石墨熱處理的主要作用是促使共晶滲碳體、珠光體分解和轉(zhuǎn)變，使石墨球長大，組織體積膨脹，導(dǎo)致鑄管徑向尺寸變大球長大，組織體積膨脹，導(dǎo)致鑄管徑向尺寸變大。熱摸法大管徑鑄管的。熱摸法大管徑鑄管的鑄態(tài)組織中一般沒有共晶滲碳體，大約有鑄態(tài)組織中一般沒有共晶滲碳體，大約有40%40%60%60%珠光體，在低溫退火珠光體，在低溫退火過程中過程中使共析滲碳體分解為石墨使共析滲碳體分解為石墨球和鐵素體，導(dǎo)致鑄管體積膨脹，球和鐵素體，導(dǎo)致鑄管體積膨脹，所以應(yīng)對(duì)退火溫度和退火前后的所以應(yīng)對(duì)退火溫度和退火前后的珠光體量進(jìn)行控制，以保證鑄管珠光體

52、量進(jìn)行控制，以保證鑄管直徑的尺寸穩(wěn)定。直徑的尺寸穩(wěn)定。 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制5 5、橢圓度的控制、橢圓度的控制 管模制造時(shí)可能出現(xiàn)橢圓、內(nèi)外圓不同心、彎曲、壁厚不均等管模制造時(shí)可能出現(xiàn)橢圓、內(nèi)外圓不同心、彎曲、壁厚不均等現(xiàn)象現(xiàn)象，驗(yàn)收時(shí)必須進(jìn)行把關(guān)。要建立一整套完整的管模進(jìn)貨檢驗(yàn)、使用中質(zhì)，驗(yàn)收時(shí)必須進(jìn)行把關(guān)。要建立一整套完整的管模進(jìn)貨檢驗(yàn)、使用中質(zhì)量的把關(guān)和跟蹤的制度，使用過的管模上機(jī)前也必須進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。量的把關(guān)和跟蹤的制度，使用過的管模上機(jī)前也必須進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。 大口徑鑄管當(dāng)金大口徑鑄管當(dāng)金相組織中鐵素體量為相組織中鐵素體量為80%80%85%85%時(shí)，放置一時(shí)，放置一天后橢

53、圓度可超過天后橢圓度可超過10mm10mm。生產(chǎn)過程中生產(chǎn)過程中應(yīng)采取以下措施：應(yīng)采取以下措施： 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制5 5、橢圓度的控制、橢圓度的控制 （1 1）在熱態(tài)狀況下，必須不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，直到鑄管冷卻至）在熱態(tài)狀況下，必須不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，直到鑄管冷卻至350350以下以下方方可靜止?？伸o止。 （2 2）生產(chǎn)過程中盡可能單層放置，否則會(huì)產(chǎn)生上層鑄管壓扁下層鑄）生產(chǎn)過程中盡可能單層放置，否則會(huì)產(chǎn)生上層鑄管壓扁下層鑄管，橢圓度嚴(yán)重超差現(xiàn)象。對(duì)于較大孔徑的鑄管入庫后要在插口端做支管，橢圓度嚴(yán)重超差現(xiàn)象。對(duì)于較大孔徑的鑄管入庫后要在插口端做支撐防護(hù)，以防止在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中變形。撐防護(hù)，以

54、防止在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中變形。 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制6 6、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)方法 在生產(chǎn)工藝不是非常穩(wěn)定、過程能力指數(shù)較低或剛開始生產(chǎn)的情況下，一在生產(chǎn)工藝不是非常穩(wěn)定、過程能力指數(shù)較低或剛開始生產(chǎn)的情況下，一般應(yīng)采用全數(shù)檢驗(yàn)的方法，使用的工具可以是卡尺或千分尺，也可以是特制的專般應(yīng)采用全數(shù)檢驗(yàn)的方法，使用的工具可以是卡尺或千分尺，也可以是特制的專用量具如卡板、標(biāo)圓等。大管徑鑄管要逐根用量具如卡板、標(biāo)圓等。大管徑鑄管要逐根經(jīng)過承插口標(biāo)圓來控制尺寸。經(jīng)過承插口標(biāo)圓來控制尺寸。 在生產(chǎn)工藝相對(duì)穩(wěn)定、過程能力指數(shù)較高的情況下，可以采用統(tǒng)計(jì)抽樣檢在生產(chǎn)工藝相對(duì)穩(wěn)定、過程能力指數(shù)較高的情況下，可

55、以采用統(tǒng)計(jì)抽樣檢驗(yàn)的方法，主要檢測(cè)插口尺寸和承口主要工作面尺寸，如發(fā)現(xiàn)尺寸有偏差，可通驗(yàn)的方法，主要檢測(cè)插口尺寸和承口主要工作面尺寸，如發(fā)現(xiàn)尺寸有偏差，可通過過噴涂厚度和調(diào)整芯合等手段微量調(diào)整鑄管尺寸。噴涂厚度和調(diào)整芯合等手段微量調(diào)整鑄管尺寸。 壁厚尺寸可通過控制鑄管重量、控制離心機(jī)翻包轉(zhuǎn)速和主機(jī)行走速度、管壁厚尺寸可通過控制鑄管重量、控制離心機(jī)翻包轉(zhuǎn)速和主機(jī)行走速度、管模同心度以及在整理線采用壁厚卡板或檢測(cè)儀器等逐支檢測(cè)及時(shí)調(diào)整。模同心度以及在整理線采用壁厚卡板或檢測(cè)儀器等逐支檢測(cè)及時(shí)調(diào)整。 二、尺寸精度控制二、尺寸精度控制 鑄管的外觀質(zhì)量主要指管身外表面、內(nèi)表面及承口內(nèi)表面的粗糙度鑄管的外

56、觀質(zhì)量主要指管身外表面、內(nèi)表面及承口內(nèi)表面的粗糙度和均勻一致性。這種外觀質(zhì)量控制條件與離心鑄造工藝有很大關(guān)系，無和均勻一致性。這種外觀質(zhì)量控制條件與離心鑄造工藝有很大關(guān)系，無論采用何種工藝，只要控制不當(dāng)就會(huì)影響外觀質(zhì)量甚至造成廢品或重大論采用何種工藝，只要控制不當(dāng)就會(huì)影響外觀質(zhì)量甚至造成廢品或重大缺陷。缺陷。 三、外觀質(zhì)量控制三、外觀質(zhì)量控制1 1、外表面、外表面 涂料發(fā)氣量：當(dāng)涂料中水份過高而未完全干燥，使管模內(nèi)殘存大量水蒸汽涂料發(fā)氣量：當(dāng)涂料中水份過高而未完全干燥，使管模內(nèi)殘存大量水蒸汽，或當(dāng)涂料中膨潤土含量過高，澆入鐵液時(shí)膨潤土內(nèi)結(jié)晶水大量汽化釋放并受熱，或當(dāng)涂料中膨潤土含量過高，澆入鐵

57、液時(shí)膨潤土內(nèi)結(jié)晶水大量汽化釋放并受熱膨漲，此時(shí)如果管模排氣孔或涂料與管模壁之間的排氣通道不暢，大量氣體造成膨漲，此時(shí)如果管模排氣孔或涂料與管模壁之間的排氣通道不暢，大量氣體造成巨大壓力使鑄管外表面形成凹坑，或者穿透鐵液時(shí)使鑄管產(chǎn)生氣孔和針孔。巨大壓力使鑄管外表面形成凹坑，或者穿透鐵液時(shí)使鑄管產(chǎn)生氣孔和針孔。 三、外觀質(zhì)量控制三、外觀質(zhì)量控制1 1、外表面、外表面 涂料強(qiáng)度：當(dāng)涂料中膨潤土含量過低時(shí)，會(huì)使涂料強(qiáng)度過低，不足以承受涂料強(qiáng)度：當(dāng)涂料中膨潤土含量過低時(shí)，會(huì)使涂料強(qiáng)度過低，不足以承受鐵液流動(dòng)的沖刷而失效。特別是在流槽的前澆點(diǎn)至承口端面這一區(qū)域內(nèi)，鐵液澆鐵液流動(dòng)的沖刷而失效。特別是在流槽的

58、前澆點(diǎn)至承口端面這一區(qū)域內(nèi)，鐵液澆入管模時(shí)向前流動(dòng)，極易沖刷掉該區(qū)域的涂料，在鑄管外表面形成塊狀、條狀或入管模時(shí)向前流動(dòng)，極易沖刷掉該區(qū)域的涂料，在鑄管外表面形成塊狀、條狀或麻坑狀突起塊，使表面光潔度大大降低。被沖刷掉的涂料也裹入鐵液中形成夾渣麻坑狀突起塊，使表面光潔度大大降低。被沖刷掉的涂料也裹入鐵液中形成夾渣。 三、外觀質(zhì)量控制三、外觀質(zhì)量控制1 1、外表面、外表面 涂料層出現(xiàn)螺旋線狀：這是由于涂料噴咀軸向行走速度與管模轉(zhuǎn)速，噴咀涂料層出現(xiàn)螺旋線狀：這是由于涂料噴咀軸向行走速度與管模轉(zhuǎn)速，噴咀噴出的涂料散射角不匹配引起的。這種螺旋線狀涂料層雖對(duì)尺寸精度和表面光潔噴出的涂料散射角不匹配引起的

59、。這種螺旋線狀涂料層雖對(duì)尺寸精度和表面光潔度影響不大，但對(duì)鑄管冷卻的凝固速度、結(jié)晶組織和內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生一定影響，嚴(yán)度影響不大，但對(duì)鑄管冷卻的凝固速度、結(jié)晶組織和內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生一定影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鑄管產(chǎn)生圓周方向的裂紋。重時(shí)會(huì)使鑄管產(chǎn)生圓周方向的裂紋。 噴涂量：當(dāng)噴涂量過大時(shí)，涂噴涂量：當(dāng)噴涂量過大時(shí)，涂層表面很粗糙，涂料呈粗大的粒狀層表面很粗糙，涂料呈粗大的粒狀相互粘連在一起，澆后使鑄管的外相互粘連在一起，澆后使鑄管的外觀也很粗糙。觀也很粗糙。 三、外觀質(zhì)量控制三、外觀質(zhì)量控制管模內(nèi)壁涂料噴涂管模內(nèi)壁涂料噴涂2 2、承口內(nèi)表面、承口內(nèi)表面 鑄管承口內(nèi)表面的光潔度主要決定于承口砂芯的表面涂料。生產(chǎn)中

60、采用水基鑄管承口內(nèi)表面的光潔度主要決定于承口砂芯的表面涂料。生產(chǎn)中采用水基或醇基石墨涂料及白色防粘砂涂料均可，要求涂刷均勻無流淌、無漏刷及刷痕，或醇基石墨涂料及白色防粘砂涂料均可，要求涂刷均勻無流淌、無漏刷及刷痕，否則極易造成粘砂、粘鐵等現(xiàn)象，加大后續(xù)處理難度并影響整體質(zhì)量。否則極易造成粘砂、粘鐵等現(xiàn)象，加大后續(xù)處理難度并影響整體質(zhì)量。 三、外觀質(zhì)量控制三、外觀質(zhì)量控制3 3、內(nèi)表面、內(nèi)表面 由于離心力作用，鐵液中的氣體、夾雜物等會(huì)集中在鑄管的內(nèi)表面，影響由于離心力作用，鐵液中的氣體、夾雜物等會(huì)集中在鑄管的內(nèi)表面，影響其光潔度。其光潔度。 離心機(jī)轉(zhuǎn)速：如果離心機(jī)達(dá)不到形成自由表面規(guī)定的轉(zhuǎn)速，會(huì)