中频感应炉铁液特性及对策之改善不良特性的措施

①原料、成分的选择及使用方法

a.强化“精料出精品”的观念，加强对原辅材料的管理。酋先针对原来冲天炉所用生铁供应厂家较多，质量差别较大的现实，分别对不同牌号、不同厂家的生铁在电炉上进行试验，试验印象：生铁生产厂家规模大，熔炼高炉容量大，铁矿石质量好、来源稳定，工艺先进，生铁有害元素就低，用这样的生铁生产的铸件，内在质量好，并且稳定；其次，严格禁止使用锈蚀严重的废钢，并对回炉料在投料前进行抛丸清理；再就是增碳剂选用经过

高温石墨化处理过日在炉料熔炼过程中要尽量早加，使增碳剂与铁水直接接触且有充足的时间熔融，后期成分微调时，如C量偏低可加入生铁调整，如C量偏高可加入废钢调整。

b.成分的选择控制方面，原则是CE含量略高于冲天炉。铸造一、二、六车间牛产的铸件大都为HT200，采用炉前快速热分析仪与理化分析相结合检测手段，要求严格炉前分析仪的成分控制，原铁水3.95％-4.10％Ce , 3.37%-3.45%C , 1.85%-1.90% ,Si 孕育量为0.2%-0.3%，出炉温度1520-1550摄氏度. 铸件化学成为：3.35%-3.45%C，1.8%-2.1%Si,0.8%-1.2%Mn,p≤0.10%，0.05-0.12%S。

②工艺创新的措施

a.创新、完善工艺操作规程。为改善铁液在高温长时间保温下带来的不良因素，在熔炼工艺规程上添加制定并强调“快熔快出”的工艺操作方法，进一步强化工艺的指导作用。提高员工对执行工艺的自觉性。同时对造型时间进行调整，使造型速度与电炉的熔化率相匹配。铁液在炉内经成分调整、升温后尽快出炉，并加快浇注速度，最大限度的缩短铁液在炉内、包内的保温时间。

b.E型石墨的有害作用及高长效孕育剂的应用。发动机机体、拖拉机箱体裂纹缺陷曾非常严重。跟踪调查发现，裂纹大部分发生在箱口部位，长度20mm左右，裂痕微小，顺裂痕砸开没有氧化色，因此确定为冷裂。其原因为：在清理铸件用锤击打时，部分铸件产生裂纹，经金相分析凡产生裂纹的铸件的均为E型石墨。由于E型石墨的方向性较强，机械强度低，冲击韧度小，铸件易产生裂纹缺陷。

为改善这种状况，避免E型石墨的出现，引进使用了FeSi70Ba5长效孕育剂，增加了二氧化硅质点，给A型石墨的形成提供了必要的条件，同时由于硅铁中钡的加入，延长了有效孕育时间，抑制了E型石墨的产生，铸件的裂纹缺陷明显减少。

硅钡孕育剂应用到生产上后，石墨形成与珠光体含量都得到一定程度地改善和提高，但需要加入孕育剂量较大，成本较高。当孕育剂加入量偏多时，基体中珠光体含量极易降低，铁素体含量增加，铸件的强度、切屑性能均受影响。 一旦高温保温时间略长，硫及硫化物含量又低，晶核减少，不良石墨再次出现。

c.增硫剂的应用。为克服含S量低形核数量少的现象，引进使用了增硫剂，使铁液S含量由0.03％增加到0.06%-0.08％，形核数量增加，此时铸件金相组织中全部为A型石墨或A型石墨为主，石墨长度2～3级，两端变钝；基体组织珠光体含量由原来30%一50%增加到90%以上；由于珠光体含量的增加，改善了铸件的强度和切屑性能。

由于成分的稳定和石墨形态的改善，减少了铸件的裂纹缺陷，同时铸件的缩松、缩孔倾向得到改善，力学性能得到了相应地提高。在不加其他合金元素的前提下，30mm试棒的抗拉强度均在250MPa左右，硬度185～220HB，高于图纸HT200的要求。

d.薄壁铸件白口消除的措施。当同一炉铁液浇注不同壁厚的铸件时，壁薄的铸件白口极易增大，有时甚至不能使用，例如发动机上的齿轮室盖，其壁厚大部分只有5mm，白口缺陷造成的废品率高达40%以上。针对这一问题，首先加大孕育量至0.4%一0.5%，其次，依据“未溶石墨质点理论”，出铁水前。在包内加入2%的干净无锈原生铁块，有效增加石墨质点，使薄壁铸件白口消除，改善了切屑性能，避免了铸件白Cl缺陷。但这一措施仅仅用于

同一成分铁液而不同铸件壁厚的情况，正常熔炼铸件单一的情况下，一般不提倡使用这种方法，以免引起基体组织中石墨粗大，降低铸件强度。

上述工艺技术实施后，发动机机体、拖拉机箱体的裂纹缺陷基本得到克服，缸盖的渗漏缺陷控制在3％以下，发动机齿轮室盖白口缺陷消除。金相组织中石墨形态以A型为主，珠光体含量90%以上。

(4）结论

①电熔铁液要得到合格健全的铸件，除了要求纯净炉料外，CE要略高于冲天炉；

②电熔铁液要得到正常的石墨形态，要有合适的S含量，建议控制在0.05％一1.2％之间，S含量≤0.05%使用增硫剂，并且硫剂较好是在熔炼后期升温时加入；

③要求“快熔快出”的操作工艺，减少铁液在炉内的保温时间尤其是高温保温时间；

④使用高长效孕育剂，加入量一般在0.2％-0.3%，如铁液含S为0.05%以下时，孕育量可增至0.4%;

⑤薄壁铸件白口较大时除较大的孕育量外，另加2%的原生铁，以增加石墨质点，消除白口。