球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。
制造步骤
(一)严格要求化学成分,对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高,降低球墨铸铁中锰,磷,硫的含量
(二)铁液出炉温度比灰铸铁更高,以补偿球化,孕育处理时铁液温度的损失
(三)进行球化处理,即往铁液中添加球化剂
(四)加入孕育剂进行孕育处理
(五)球墨铸铁流动性较差,收缩较大,因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸,合理应用冒口,冷铁,采用顺序凝固原则
(六)进行热处理
生产制造
一、原材料:
1.球墨铸铁用生铁,Q16或Q12。
2.硅铁:75%硅铁。
3.球化剂:稀土镁硅铁合金,FeSiMg10RE7或FeSiMg9RE9。
4.优质低硫焦炭。
二、配料:废钢0~20%、球墨铸铁用生铁80~95%、回炉料0~10%应使化学成分在:3.3~3.8%C; 2.5~3.0%Si; Mn≤0.40%; P≤0.07%;S≤0.03%范围。
三、关键点:
1.铁水包:冲入法采用的球化处理包应搪成上下直径相同的圆桶形,并使其深度H与内径D之比H/D=1.5~2,在局部适当地方修出包嘴。包底可修成堤坝式或凹坑式。普通浇包不宜使用。
2.球化处理:(1)加入量为1.0~2.2%,原铁液硫含量为0.04%时取下限;硫含量为0.08%时取上限。应保证沸腾反应持续1~2分钟,时间短则可以肯定球化不良。(2)加入方法:球化剂不可松散地放在包底或放在铁液冲得着的地方。球化剂应集中地放在包底紧靠出铁口的一例,并用砂冲子(平头)适度地将其上表面舂平,覆盖一层无油、无锈的球铁屑或孕育剂再撒上适量的珍珠岩,或者盖以红热的带有铸造小孔的铁板。(3)出铁后,应扒除球化处理残渣,撒上足够厚的一层珍珠岩或草灰。
3.孕育处理:球化处理后的铁液需加0.8~1.6%的75%硅铁,粒度10~20mm,最终应使碳当量在4.6~4.7%为好。
附注:球化剂:包钢产XtMg8-7 球化工艺:冲入法、堤坝式加入顺序:脱硫剂——XtMg合金——硅铁——草灰(珍珠岩),然后在其上盖4~5mm铁板,冲入包内的铁水达2/3时,暂停冲入,待球化反应渐趋平稳时,再补充另1/3铁水,同时将孕育剂加入。脱硫剂为Na2CO3,加入量0.2~0.3%. 孕育剂SiFe75: 块度10~20mm,加入前150~200℃预热1h,1.2~1.3%以三种方式加入:1.包内孕育:加入0.6~0.65%;2.随流孕育:加入0.55~0.65% ;3.为防止孕育衰退,在浇注过程中,在包内进行浮硅孕育,0.05~0.10%; 根据生产实践的总结,Mg和Xt的衰退速度为0.001~0.004%/分;0.0006~0.001%/分。在保证球化良好和良好流动性的前提下,尽量降低铁水温度并尽量缩短铁水停留时间。
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