益恒機械鑄造是生產(chǎn)機床鑄件廠家,為了的灰鑄鐵,其機床鑄件的抗拉強度在300N/mm2以上,我公司在生產(chǎn)機床鑄件十幾年工作經(jīng)驗中不斷總結(jié),單從提方面來講,其方法有二種。
方法一:改變爐料的組成,增大廢鋼的加入量,從而降低碳當(dāng)量并進行包內(nèi)孕育處理。
方法二:加入少量合金元素與孕育相結(jié)合的措施。方法一由于降低了碳、硅含量,其碳當(dāng)量較低,減少了石墨數(shù)量,細化了石墨,增加了初析奧氏體枝晶量,從而提高了機床鑄件的強度,但同時碳當(dāng)量的降低會導(dǎo)致機床床身鑄件性能的降低,機床床身鑄件斷面敏感性增大,機床鑄件內(nèi)應(yīng)力增加,硬度上升,加工困難等問題。
方法二利用在爐前加入少量合金元素,可適當(dāng)和強烈穩(wěn)定機床鑄件內(nèi)部珠光體的形成,并部分細化珠光體,鐵素體,形成適量的碳化物,同時應(yīng)使原鐵液保持較高的碳當(dāng)量,使其白口傾向減少,鑄造性能好,不易產(chǎn)生縮孔、縮松現(xiàn)象。經(jīng)過比較,再根據(jù)我廠機床床身鑄件結(jié)構(gòu)的特點(結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁鑄件),于是我們決定采用 種方法,經(jīng)過多次分析和比較決定選用銅、鉻兩鐘合金同時使用及孕育處理相結(jié)合的方法來進行低合金化機床鑄件的試生產(chǎn)。
為了機床鑄件廠家低合金化機床鑄件的試制成功,找出了一些在實際生產(chǎn)中影響低合金化機床鑄件試制的一些主要問題,進行因果分析。例如:原材料、操作、方法等,并對這些主要問題實行整改措施,具體落實到工作人員、檢查人員,從而使得這些問題在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中事先就了控制,以新產(chǎn)品試制成功。
一、解決方案
(1)、配料計算
A:通過計算,各原料 佳的加入比例:廢鋼25%;鐵30%;回爐鐵20%; 留用鐵水為25%,使原鐵水的化學(xué)成分達到其要求。
(2)、電爐熔煉工藝
A:選擇合理的投料順序
留用鐵水……廢鋼……熔劑……鐵……回爐鐵……硅錳鐵……除渣……增碳劑……合金……陳渣
B:變質(zhì)劑鐵水包內(nèi)處理
C:孕育劑鐵水包內(nèi)處理
(3)爐前控制
A:光譜分析試樣,調(diào)整其化學(xué)成分
B:用濕型三角試片檢測,原鐵水白口寬度一般控制在4毫米以下
(4)化學(xué)成分的選擇
A:原鐵水應(yīng)保持較高碳當(dāng)量,以使鐵水具有良好流動性
B:鐵水在相同的碳當(dāng)量下,選用高碳硅比(C/Si)
C:提高鐵液的出鐵溫度, 以使鐵水具有良好鑄態(tài)性能
(5)溫度控制
A:熱點隔測1520℃出鐵水
B:1480℃澆鑄
(6)原料
A:采用 的鐵,干凈的廢鋼
B:硅鐵、錳鐵、增碳劑的含量,以其吸收率
(7)變質(zhì)劑、孕育劑、合金的加入量(以出1.2噸鐵水為例)
A:按熔煉工藝要求,變質(zhì)劑(氮化鉻)按0.3%稱量加入
C:孕育劑(鍶硅)按0.5%稱量加入
五、具體實施
各原料按配料百分比各自加入,含碳量用增碳劑調(diào)整;含硅量則用75%硅鐵調(diào)整;含錳量用65%錳鐵調(diào)整;磷和硫的含量均小于要求值,熔煉時鐵水溫度控制在1500℃——1520℃之間。
(一)、低合金化灰鑄鐵(HT300)的理論設(shè)計和實際效果。
(二)、在實際測試中,出鐵水溫度控制在1500℃——1520℃之間,澆鑄溫度控制在1470℃——1490℃之間,鐵水的含碳量控制在c=3.15(%)——3.25(%);硅控制在Si=2.10(%)——-2.30(%)時;將合金:(銅)按1.2%比例加入,氮化鉻與孕育劑(鍶硅)按0.6%:1.0%加入時,發(fā)現(xiàn)抗拉強度可以達到360N/mm2敲三角試片,白口寬度在6——-9毫米之間,同時鐵水流動性差,敲開鑄件,從它的斷面上可以看到,雖然斷面晶粒較細,但機床鑄件斷面的顏色呈銀灰色,機床鑄件的薄壁處有“白口”現(xiàn)象出現(xiàn),而且敲打機床鑄件,發(fā)現(xiàn)機床床身鑄件有脆化的趨勢,機加工時,發(fā)現(xiàn)機床床身鑄件內(nèi)部有縮松現(xiàn)象發(fā)生,同時硬度達到HB240左右,給機加工帶來困難。
經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)整, 終確定了合金:(銅)按0.9%加入;氮化鉻與孕育劑(鍶硅)按0.3%:0.6%加入,鐵水的含碳量控制在C=3.30(%)——3.35(%)之間,含硅量控制在Si=1.70(%)——-1.90(%)之間,此時機床鑄件的抗拉強度仍可達到320N/mm2以上,同時鐵水的流動性好,機床床身鑄件的各項性能指標(biāo)都表現(xiàn)良好,而在鐵水保持高碳當(dāng)量時,應(yīng)有較高的碳量、較低的硅量,這樣在添加合金后能獲得 好的強度和斷面均勻性、防止硅增加鐵素體、粗化珠光體、中和合金元素的作用。同時,在機加工時,發(fā)現(xiàn)機床鑄件內(nèi)部的縮松現(xiàn)象也不見了,三角試片白口寬度降至4毫米以下,而機床鑄件硬度仍可保持在HB=180—200左右,床身鑄件薄壁處未出現(xiàn)“白口”現(xiàn)象,通過這樣不斷反復(fù)調(diào)整,終于生產(chǎn)出合格的機床床身鑄件。