中频感应炉铁液特性及对策之改善不良特性的措施

日期:2020-09-19 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

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,并且硫剂最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。