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提高熔模鑄造球墨鑄鐵件質(zhì)量的有效措施
提高熔模鑄造球墨鑄鐵件質(zhì)量的有效措施
——--寧波雙海精密鑄造有限公司 吳光來
摘要:熔模鑄造球鐵件,其生產(chǎn)工藝繁鎖,成品率低;但由于其性能上的優(yōu)勢,促使鑄造工作者們不斷地探索有效途徑,其中澆注系統(tǒng)的設(shè)計與生產(chǎn)工藝都非常重要,它直接影響到鑄件的質(zhì)量和工藝出品率。
關(guān)鍵詞:球鐵件的質(zhì)量,生產(chǎn)工藝。
1.熔模鑄造球鐵件的生產(chǎn)特點(diǎn):
(1)對原鐵液的要求:C高,Si、Mn、P、S低;
。2)鐵水少,球化處理困難,溫度下降快;
(3)透氣性差(全硅溶膠制殼),排氣困難;
。4)鑄件小,質(zhì)量要求高。
2.針對以上特點(diǎn)和存在的問題,采取相應(yīng)的措施:
。1)對原輔材料的選擇:
a、采購一級一類的低硅、磷、硫球墨鑄鐵用生鐵例如:
Q10-1,Q12-1,Q14-1;
b、由于采用中頻爐熔煉,又是生產(chǎn)鐵素體球鐵,因此本公司選用FeSiMg8RE3作為球化劑,因為球化處理鐵液少,故粒度為8-10mm;
c、孕育劑選用BaSiFe粒度為0.5-3.0mm;
d、除渣劑選用細(xì)小粒度的鐵水聚渣劑。
。2)提高鐵水球化處理溫度,加大球化劑的用量;保證球化質(zhì)量。通過長期實踐,鐵液球化處理溫度為1500℃-1600℃,由于球化時溫度高,鎂蒸汽散失嚴(yán)重,鎂吸收率不足40%,因此稀土鎂硅鐵的加入量也相對增加。我們試用了加入量1.6%、1.8%、2.0%三種方案,經(jīng)跟蹤鎂元素的殘留量的化驗結(jié)果與金相分析,最終選擇了加入量為1.8-2%最為穩(wěn)定。
。3)由于鑄件要求高,廢品率一直較高;而廢品率主要表現(xiàn)為夾渣與氣孔。
根據(jù)廢品率報廢原因分析,本人采用與鑄鋼件同樣的澆注系統(tǒng)設(shè)計并增設(shè)了排氣系統(tǒng)與加大組樹的措施,使工藝出品率和工藝成品率逐漸提高。但局于本人水平有限,廢品率還是較高(約40%)。
由于廢品率較高,我公司為此專門請教了清華大學(xué)機(jī)械工程系芮爭家教授,親臨本公司現(xiàn)場指揮。通過芮教授分析指導(dǎo),很快解決了鑄件缺陷問題,使原先球鐵件成品率平均50%上升到80%左右。
3.生產(chǎn)工藝過程簡述:
由于篇幅有限,本人在此重點(diǎn)介紹熔煉、澆注工藝(以生產(chǎn)鐵素體QT400-15為例)。
。1)化學(xué)成分的選擇:
C3.5-3.9%,Si2.4-2.9%,Mn<0.5%,P≤0.08%,S≤0.02%,Mg0.04-0.06%,RE0.02-0.04%;
。2)爐料配制:
廢鋼(05F或純鋼)5%,QT400-15(即同牌號)回爐料25%;
Q12-1(或Q10-1、Q14-1)生鐵70%。
外加球化劑1.8-2%,外加孕育劑1.5-2%和人造冰晶石粉0.1%左右。
。3)球化處理工藝:
當(dāng)爐料全熔后,升溫過熱(約1550℃),靜置除渣后;在烤紅的澆包(堤壩式澆包,內(nèi)徑與內(nèi)高比為1:2)內(nèi),先在一邊放入1.8%的球化劑,再加入1.2%孕育劑,后蓋上球鐵鐵屑(同牌號),搗實;最上面壓球鐵板(原理或用途:延長球化反應(yīng)時間,增加石墨球數(shù)量與提高球化等級)。在澆包另一邊放入冰晶石粉(約0.05-0.1%)。
當(dāng)爐溫達(dá)到要求溫度時,倒入約2/3的鐵液進(jìn)行球化處理。球化反應(yīng)時間:約30-50秒左右,球化快結(jié)束時,立即倒入剩余鐵液,邊倒邊加入剩余的孕育劑。倒完后立即攪拌除渣并取試樣(三角試樣看金相組織,確定球化等級;激冷試樣用作成分分析),之后蓋上覆蓋劑、草木灰保溫澆注。
澆注方式:抬包熱殼叉澆(型殼焙燒溫度:約1100℃-1150℃,根據(jù)鑄件的大小,壁厚、薄程度加以確定)。
結(jié)束語:通過芮教授的理論指導(dǎo),再加以大家的不懈努力,目前本公司的鐵素體球鐵件已達(dá)到鑄鋼件的水平(成品率達(dá)90%以上)。
本人深深體會“干到老,學(xué)到老,永遠(yuǎn)學(xué)之不盡”,“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”,而“實踐又是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。只有通過理論學(xué)習(xí)再加以實踐經(jīng)驗去不斷探索,才能逐漸提高水平,學(xué)以致用也!
在此,衷心感謝清華大學(xué)機(jī)械系教授們對本人的栽培與教育,并衷心祝愿老師們健康長壽、萬事如意……
由于本人才疏學(xué)淺,文中難免存在錯誤,敬請同仁批評指正。